É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.

Artigo de método

Medição da carga in vivo de bactérias que expressam luciferase em uma larva de inseto

833 visualizações

⸱

8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

Fonte: Asai, M. et al., Uso do invertebrado Galleria mellonella como modelo de infecção para estudar o complexo Mycobacterium tuberculosis.J. Vis. Exp. (2019)

Este vídeo mostra a medição da carga bacteriana in vivo usando Bacillus Calmette-Guérin, BCG, larvas de insetos infectados com lux. O processo envolve homogeneização larval, tratamento com substrato de luciferase e medição de bioluminescência para determinar unidades de luz relativas que se correlacionam com a carga bacteriana.

Protocolo

NOTA: Todo o trabalho descrito abaixo deve ser realizado em um laboratório CL2 dentro de um gabinete de segurança microbiológica (MSC) classe 2 seguindo as diretrizes locais de saúde e segurança.

1. Preparação de M. bovis BCG lux para infecção

  1. Descongele um estoque congelado de 1,2 mL de glicerol (15%) de Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guérin (BCG) lux, a cepa da vacina Montreal transformada com o plasmídeo pSMT1 carregando os genes luxAB de Vibrio harveyi que codificam a enzima luciferase.
  2. Inocular 15 mL de caldo Middlebrook 7H9 contendo 0,2% de glicerol, 10% de albumina, dextrose, enriquecimento de catalase (ADC) e 50 μg/mL de higromicina com uma alíquota descongelada de 1,2 mL de BCG lux, em um balão Erlenmeyer de 250 mL rotulado.
  3. Colocar o balão num recipiente selado de biossegurança e incubar a 37 °C numa incubadora agitadora orbital a 220 rpm durante 72 h (ou até a cultura atingir a fase intercalarítmica de crescimento).
  4. Verifique o crescimento da cultura de BCG lux preparando diluições 1:10 da cultura em tubos de luminômetro usando solução salina tamponada com fosfato (PBS, pH 7,4, tampão fosfato 0,01 M, cloreto de potássio 0,0027 M e cloreto de sódio 0,137 M) em duplicata. Vortex e carregue os tubos do luminômetro no luminômetro e meça a bioluminescência (unidade de luz relativa [RLU]/mL) usando n-decil aldeído como substrato (1% v/v em etanol absoluto).
    NOTA: A proporção de RLU/unidades formadoras de colônias (UFC) foi previamente determinada em 3:1 quando BCG lux foi cultivado in vitro em caldo Middlebrook 7H9.
  5. Centrifugar a cultura a 2.175 x g durante 10 min à temperatura ambiente para peletar as células e descartar o sobrenadante num desinfectante adequado com actividade micobactericida conhecida. Descarte todos os resíduos de cultura com desinfetantes apropriados para micobactérias seguindo as diretrizes locais.
  6. Lave o pellet celular duas vezes em PBS contendo 0,05% de polissorbato 80 (PBS-T) para evitar a aglomeração bacteriana.
  7. Após a lavagem final, decantar o sobrenadante de resíduos, ressuspender o pellet de células micobacterianas em PBS-T e diluir a suspensão micobacteriana até a densidade celular desejada usando medições de RLU.
  8. Preparar diluições seriadas de dez vezes do inóculo em placas de 24 poços utilizando PBS-T. Deposite 10 μL em placas de ágar Middlebrook 7H11 (glicerol a 0,5%, higromicina a 50 μg / mL, ácido oleico a 10%, albumina, dextrose, catalase [OADC]) em duplicata para enumerar as contagens de UFC de inóculo.

2. Preparação de larvas de G. mellonella

  1. Compre larvas de último ínstar de fontes apropriadas e mantenha as larvas no escuro a 18 ° C na chegada e use dentro de 1 semana após a compra. Alternativamente, as larvas podem ser criadas por conta própria seguindo o protocolo de Jojāo et al. Para larvas compradas, descarte todas as larvas mortas, descoloridas ou pupas antes do armazenamento.
    NOTA: As larvas pupantes são morfologicamente distinguíveis das larvas do último ínstar.
  2. Identifique e selecione larvas saudáveis para experimentação, com base na cor creme uniforme com pouca ou nenhuma descoloração (melanização), tamanho (2-3 cm de comprimento), peso (aproximadamente 250 mg), exibindo um alto nível de motilidade e possuindo a capacidade de se endireitar quando virado.
  3. Conte cuidadosamente as larvas saudáveis (mínimo de 20-30 por grupo) em uma placa de Petri (94/15 mm) forrada com uma camada de papel de filtro (94/15 mm) usando uma pinça de ponta romba para minimizar a contaminação e armazene em temperatura ambiente no escuro até o uso.

3. Infectando G. mellonella com BCG lux

  1. Minimize a desordem dentro do MSC para reduzir o risco de contaminação e ferimentos por picada de agulha.
  2. Preparar a plataforma de injecção com fita adesiva de papel de filtro circular (94 mm) numa superfície plana elevada. Superfícies macias ou duras podem ser usadas e dependem inteiramente da preferência do usuário, por exemplo, tampas de pipetas ou uma esponja de limpeza de nylon.
  3. Esterilize uma microsseringa de 25 μL (25 G) aspirando 3 volumes de etanol a 70% e enxágue novamente com 3 volumes de PBS-T estéril.
  4. Aspirar 10 μL de inóculo BCG lux (preparado na secção 1) ou PBS-T para a microsseringa esterilizada de 25 μL. Use uma seringa separada para controle negativo PBS-T.
    NOTA: Ressuspenda o inóculo BCG lux após 10 injeções para garantir uma suspensão celular uniforme.
  5. Use uma pinça para pegar uma larva e colocá-la na plataforma de injeção.
  6. Na plataforma, vire a larva de costas e imobilize-a prendendo a cabeça e a cauda com uma pinça. Localize a última proleg esquerda em contagem regressiva da cabeça da larva e insira cuidadosamente a ponta da agulha (5−6 mm) em um ângulo de 10−20° em relação ao plano horizontal.
    nota: Pinças curtas e estreitas permitem fácil imobilização com o mínimo de estresse larval. Preste atenção para não penetrar demais, o que pode perfurar o intestino e causar melanização ou morte não específica do BCG lux.
  7. Conte as larvas infectadas em uma placa de Petri forrada com uma camada de papel de filtro, uma única placa de Petri de 90 mm pode acomodar até 30 larvas.
  8. Armazenar a placa de Petri contendo as larvas numa caixa escura ventilada ou não selada dentro de uma incubadora a 37 °C com 5% de CO2.

4. Monitorando a sobrevivência de G. mellonella após infecção

  1. Ao longo do tempo, monitore a sobrevivência das larvas a cada 24 horas. As larvas são consideradas mortas quando não conseguem se mover em resposta ao toque.

5. Medindo a carga in vivo de BCG lux em G. mellonella

  1. Em cada momento, selecione aleatoriamente cinco larvas infectadas previamente preparadas na seção 3 e esterilize suavemente as superfícies larvais usando cotonetes embebidos em etanol a 70%.
    NOTA: Esta etapa é importante ao plaquear o homogeneizado larval para enumeração de UFC micobacteriana, pois as larvas não esterilizadas podem levar à contaminação.
  2. Coloque as larvas individualmente em 2 mL de tubos de matriz de lise contendo 800 μL de PBS estéril.
  3. Homogeneizar as larvas usando um homogeneizador por 60 s a 6,0 m/s.
  4. Centrifugue os tubos de lise a 3.500 x g por 5 s para remover o homogeneizado das tampas e decanta cuidadosamente o homogeneizado em tubos de luminômetro estéreis individualmente.
    nota: Para enumeração de UFC (etapa 5.7), certifique-se de reservar 100 μL de homogenato em um tubo de reação estéril de 1,5 mL.
  5. Recupere qualquer homogenato restante lavando os tubos da matriz de lise com 1 mL de PBS-T e pipeta nos tubos do luminômetro correspondentes.
  6. Vortex os tubos do luminômetro e meça a bioluminescência dos homogeneizados descritos anteriormente na etapa 1.4.
  7. Preparar diluições seriadas dez vezes do homogenato em placas de cultura de 24 poços usando PBS-T. Colocar 10 μL da diluição em placas de ágar Middlebrook 7H11 contendo glicerol a 0,5%, higromicina a 50 μg/mL, OADC a 10% e piperacilina 20 μg/mL, para determinar a relação RLU/UFC de BCG lux após infecção in vivo.
    NOTA: A piperacilina elimina a microbiota nativa de G. mellonella com inibição mínima do crescimento de BCG lux.

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Tubo de reação de 1,5 ml (Eppendorf)Eppendorf22431021
Pipeta de 20, 200 e 1000 μl e ponteiras filtradasQualquer fornecedorn/a
Placa de cultura de 24 poçosGreinerNº 662160
Pipetas de 25 ml e Pipette BoyQualquer fornecedorn/a
Placa de Petri de 3 compartimentos (94/15mm)Greiner637102
centrifugaQualquer fornecedorn/a
Armário de segurança classe IIQualquer fornecedorn/a
Balão Erlenmeyer com tampa ventilada (250 ml)CorningCLS40183
Etanol (>99,7%)VWRNúmero de telefone: 208221.321
Galleria mellonella (250 por pk)Livefood Direct Reino UnidoW250
GlicerolSigma-AldrichG5150
Homogeneizador (FastPrep-24 5G)MP Biomédicos116005500
Higromicina BCorning30-240CR
Luminômetro (Autolumat LB 953)BertholdRolamento 34622
Tubos de luminômetroCorning352054
Matriz de lise (S, 2,0 ml)MP Biomédicos116925500
Micro seringa (25 μl, 25 ga)SGE3000
MicrocentrífugaQualquer fornecedorn/a
Ágar Middlebrook 7H11BD BiociênciaRolamento 283810
Caldo Middlebrook 7H9BD BiociênciaRolamento 271310
Enriquecimento do ADC de MiddlebrookBD Biociência212352
Enriquecimento do OADC de MiddlebrookBD BiociênciaRolamento 212240
Mycobacterium bovis BCG luxvárion/a
n-decil aldeídoSigma-AldrichD7384-100G
Incubadora com agitação orbitalQualquer fornecedorn/a
Solução salina tamponada com fosfatoSigma-AldrichP4417-100TAB
Polissorbato 80 (Tween-80)Sigma-AldrichPág. 8074-500ml
Caixa pequenaQualquer fornecedorn/aCaixa escura ventilada ou não selada recomendada
pinçaQualquer fornecedorn/aPinças curtas e estreitas com ponta / sem corte
Placa de Petri (94/15mm)Greiner633181
Papel de filtro (94mm)Qualquer fornecedorn/aCorte para caber

Etiquetas

Carga Bacteriana In VivoExpressão de LuciferaseHomogeneização LarváriaMedição de BioluminescênciaUnidades Relativas de LuzUnidades Formadoras de ColôniasDiluições SeriadasAnálise por LuminômetroCepa BCG Lux