O protocolo apresentado pode determinar a competência vetorial das populações do mosquito Aedes aegypti para um determinado vírus, como o Zika, em um ambiente de contenção.
Artigo de método
O protocolo apresentado pode determinar a competência vetorial das populações do mosquito Aedes aegypti para um determinado vírus, como o Zika, em um ambiente de contenção.
Os procedimentos apresentados descrevem uma metodologia generalizada para infectar mosquitos Aedes aegypti com zika vírus em condições laboratoriais para determinar a taxa de infecção, infecção disseminada e potencial transmissão do vírus na população do mosquito em questão. Esses procedimentos são amplamente utilizados com várias modificações nas avaliações de competência vetorial globalmente. São importantes na determinação do papel potencial que um determinado mosquito (ou seja, espécie, população, indivíduo) pode desempenhar na transmissão de um determinado agente.
A competência vetorial é definida como a capacidade no nível de espécies, população e até mesmo um indivíduo, de um determinado artrópode, como um mosquito, carrapato ou mosca de areia de flebotomina, para adquirir e transmitir um agente biologicamente com replicação ou desenvolvimento no artrópode1,2. Com relação a mosquitos e vírus transmitidos por artrópodes (ou seja, arboviroses), o agente é absorvido de um hospedeiro virêmico por uma fêmea de mosquito. Após a ingestão, o vírus deve infectar produtivamente uma pequena população de células epiteliais midgut3, superando vários obstáculos fisiológicos, como a degradação proteolítica por enzimas digestivas, a presença da microbiota (barreira de infecção midgut, ou MIB), e a matriz peritrofídica secretada. A infecção do epitélio midgut deve ser seguida pela replicação do vírus e eventual fuga do midgut para o sistema circulatório aberto do mosquito, ou hemoglifo, o que representa o aparecimento de uma infecção disseminada superando a barreira de escape midgut (MEB). Neste ponto, o vírus pode estabelecer infecções de tecidos secundários (por exemplo, nervos, músculos e corpos de gordura) e continuar a se replicar, embora essa replicação secundária possa não ser estritamente necessária para que o vírus infecte as células acinares das glândulas salivares (superando a barreira da infecção da glândula salivar). O lagross das células acinares da glândula salivar em suas cavidades apical e, em seguida, o movimento no ducto salivar permite a inoculação do vírus em hospedeiros subsequentes na mordida, e completa o ciclo de transmissão1,2,4,5,6,7.
Dado esse mecanismo bem caracterizado e geralmente conservado de disseminação dentro de um vetor de mosquitos, as avaliações de competência vetorial laboratorial são muitas vezes metodologicamente semelhantes, embora existam diferenças nos protocolos1,2. Geralmente, após a exposição ao vírus oral, os mosquitos são dissecados para que tecidos individuais como o midgut, pernas, ovários ou glândulas salivares possam ser testados para infecção viral, infecção disseminada, infecção disseminada/transmissão transovarial potencial e competência de transmissão disseminada/potencial,respectivamente 8. A mera presença de um vírus nas glândulas salivares, no entanto, não é evidência definitiva da capacidade de transmissão, dada a evidência de uma barreira de fuga/saída da glândula salivar (SGEB) em algumas combinações vetoriais/vírus1,2,4,5,7,9. O método padrão para comprovar a competência de transmissão continua sendo a transmissão do mosquito para um animal suscetível10,11,12. No entanto, dado que para muitas arboviroses isso requer o uso de modelos murinas imunocomprometidos13,14,15,16, este método muitas vezes é proibitivo. Uma alternativa comumente utilizada é a coleta da saliva do mosquito, que pode ser analisada por reação de cadeia transcrição reversa-polimerase (RT-PCR) ou um ensaio infeccioso para demonstrar a presença do genoma viral ou partículas infecciosas, respectivamente. Vale ressaltar que tais métodos de coleta de saliva in vitro podem superestimar12 ou subestimar17 a quantidade de vírus depositado durante a alimentação in vivo, indicando que tais dados devem ser interpretados com cautela. No entanto, o método in vitro é altamente valioso quando analisado na perspectiva da mera presença de vírus na saliva, indicando potencial de transmissão.
Existem duas abordagens importantes para determinar o papel dos vetores de mosquitos em surtos de doenças arbovirais. O primeiro método envolve a vigilância em campo, na qual os mosquitos são coletados no contexto de transmissão ativa18,19,20,21,22,23,24. No entanto, dado que as taxas de infecção são tipicamente bastante baixas (por exemplo, a taxa estimada de infecção de 0,061% de mosquitos em áreas de circulação ativa do vírus Zika (ZIKV) nos Estados Unidos21), a incriminação de espécies vetoriais potenciais pode ser fortemente tendenciosa pela metodologia de captura25,26 e chance aleatória (por exemplo, amostragem de um indivíduo infectado de 1.600 não infectados)2 . Levando isso em conta, um determinado estudo pode não adquirir mosquitos suficientes tanto em números brutos quanto na diversidade de espécies para amostrar com precisão os mosquitos envolvidos na transmissão. Em contrapartida, as análises de competência vetorial são realizadas em ambiente laboratorial, permitindo um controle rigoroso de parâmetros como a dose oral. Embora não sejam totalmente capazes de representar a verdadeira complexidade da infecção por mosquitos e da capacidade de transmissão em um ambiente de campo, essas avaliações laboratoriais permanecem ferramentas poderosas no campo da arbovirologia.
Com base em diversas análises de competência vetorial com ZIKV em diversas espécies de mosquitos, populações e métodos27,28,29,30,31,32, bem como uma revisão recente das avaliações de competência vetorial1,descrevemos aqui vários dos protocolos associados a um típico fluxo de trabalho de competência vetorial. Nestes experimentos, três Ae. populações de aegypti das Américas (cidade de Salvador, Brasil; República Dominicana; e do baixo Vale do Rio Grande, TX, EUA) foram expostas a uma única cepa de ZIKV (Mex 1-7, GenBank Accession: KX247632.1) a 4, 5 ou 6 log10 unidades de formação focal (FFU)/mL por meio de doses de sangue artificial. Posteriormente, foram analisadas evidências de infecção, infecção disseminada e competência de transmissão após vários momentos de incubação extrínseca (2, 4, 7, 10 e 14 dias) por meio de dissecção e ensaio infeccioso baseado em cultura celular. Embora o fluxo de trabalho/protocolos atual seja otimizado para ZIKV, muitos elementos são diretamente traduzíveis para outras arboviroses transmitidas por mosquitos nos níveis de contenção de artrópodes e biossegurança 2 e 3 (ACL/BSL2 ou ACL/BSL3).
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Todos os procedimentos realizados nesses protocolos foram realizados em pleno cumprimento dos protocolos aprovados pelo Comitê de Biossegurança Institucional e pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Filial Médica da Universidade do Texas em Galveston.
1. Amplie o ZIKV em células Vero
2. Preparação de farinhas de sangue artificiais
3. Backtitration of bloodmeals/plaque assay
4. Administração de farinhas de sangue
5. Aquisição e processamento de amostras
6. Detecção de ZIKV por ensaio infeccioso
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Três populações de Ae. aegypti das Américas (Salvador, Brasil; República Dominicana; e o Vale do Rio Grande, TX, EUA) foram expostos a um surto de ZIKV das Américas (ZIKV Mex 1-7, Estado de Chiapas, México, 2015) sobre uma gama de de farinha de sangue (4, 5 e 6 log10 FFU/mL) apresentados em um eritrócito humano lavado. Nos dias 2, 4, 7, 10 e 14 pós-infecção, subconjuntos de mosquitos foram processados para determinar as taxas de infecção, disseminação e potencial de transmissão.
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Os métodos aqui descritos fornecem um fluxo de trabalho generalizado para a realização de análises de competência vetorial. Como estrutura geral, muitas dessas metodologias são conservadas ao longo da literatura. No entanto, há espaço substancial para modificações (revisadas em Azar e Weaver1). Vírus (por exemplo, linhagem viral, armazenamento de vírus de desafio, histórico de passagem viral), entomologia (por exemplo, colonização laboratorial de populações de mosquitos, imunidade inata, microbiom...
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Os autores não têm nada a revelar.
Reconhecemos a equipe do Centro Mundial de Referência para Vírus Emergentes e Arboviroses (WRCEVA): Dr. Robert Tesh, Hilda Guzman, Dr. Kenneth Plante, Dr. Jessica Plante, Dionna Scharton e Divya Mirchandani, por seu trabalho incansável na curadoria e fornecimento de muitas das cepas virais usadas para nossos e outros grupos experimentos de competência vetorial. O trabalho apresentado foi financiado pelas bolsas McLaughlin Fellowship Fund (SRA) e nih grants AI120942 e AI121452.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Reservatório Padrão 3mL | R37P30 | Hemotek Ltd | Equipamento Insetário |
| 7/32" Aço Inoxidável 440 Grau C Bolas | 4RJH9 | Grainger | Meio de Moagem |
| Acetona, Grau Histológico, Fisher Chemicals, Garrafa Poli, 4L, 4/Caixa | A16-P4 | FisherScientific | Fixador |
| Adenosina 5'-trifospato sal dissódico hydrat, microbiano, BioReagente, adequado para célula cultura | A6419-1G | MilliporeSigma | Reagente |
| Anti-Flavivírus Anticorpo de antígeno de grupo, clone D1-4G2-4-15 | MAB10216 | MilliporeSigma | Anticorpo primário para ensaio de formação de foco |
| Anti-IgG de camundongo (H + L) Anticorpo, soro humano adsorvido e marcado com peroxidase, 1,0 mL / garrafa | 5450-0011 | KPL / Seracare | Anticorpo secundário para ensaio de formação de foco |
| Alvejante | NC0427256 | Descontaminação FisherScientific | |
| Corning, Frascos Tratados para Cultura de Células, 150cm2, Tampa Ventilada, Caixa de 50 | 10-126-34 | FisherScientific | Placas |
| , 24 poços, 5/saco, 100/caixa, Corning | 07-200-740 | FisherScientific | |
| Placas de Cultura de Células Costar consumíveis para cultura de células, 96 poços, 5/saco, 100/caixa, Corning | 07-200-91 | FisherScientific | Consumível de cultura de células |
| Crystal Violet | C0775-100G | MilliporeSigma | Stain |
| Eppendorf Snap Cap Microcentrifuge Safe-Lock 2mL Tubos, 500/Caixa | 05-402-7 | FisherScientific | Plástico consumível |
| Falcon 15mL Tubos Cônicos Centrigue | 14-959-70C | FisherScientific | Plástico consumível |
| Falcon 50mL Tubos Cônicos Centrigue | 14-959-49A | Pipetas | |
| sorológicas de poliestireno descartáveis FisherScientific Scientific consumíveis de plástico Falcon 10mL, 200/Case | 13-675-20 | Pipetas | |
| sorológicas de poliestireno descartáveis FisherScientific Scientific consumíveis de plástico Falcon 1mL, 1000/Case | 13-675-15B | Pipetas | |
| sorológicas de poliestireno descartáveis Falcon consumíveis de plástico FisherScientific 25mL, 200/Case | 13-675-30 | Pipetas | |
| sorológicas de poliestireno descartáveis FisherScientific Plastic consumíveis Falcon 5mL, 200/Case | 13-675-22 | FisherScientific | Plastic consumível |
| Falcon Standard Tissue Culture Plates | 08-772B | FisherScientific | Plastic consumível |
| Fetal Bovine Serum-Premium, 500mL | S11150 | Atlanta Biologicals | Reagente |
| de cultura de célulasLâminas de Microscópio de Vidro Simples Econômico Fisherbrand | 12-550-A3 | FisherScientific | Imobilização de Mosquitos |
| FU1 Alimentador | FU1-0 | Hemotek Ltd | Equipamento Insetário; unidades de alimentação |
| Gibco DPBS com Cálcio e Magnésio, 10 x Garrafas de 500mL | 140-040-182 | Reagente de cultura de células | FisherScientific |
| Gibco Fungizone, Anfotericina B, 250μ g/mL, 50mL/Frasco | 15-290-026 | Reagente de cultura de células | Fisher Scientific |
| Gibco Penicilina-Estreptomicina (10.000 U/mL), 100mL/Frasco, 20 Frascos/Caixa | 15-140-163 | Reagente de cultura de células | FisherScientific |
| Gibco, Tripsina-EDTA (25%), vermelho de fenol, 20 frascos de 100mL | 25-200-114 | Reagente de cultura de células | FisherScientific |
| Gibcom DMEM, alto teor de glicose, 10 frascos | de 500mL11-965-118 | Reagente de cultura de células | FisherScientific |
| Sangue humano, gênero não especificado, Na-Citrate, 1 Unidade | 7203706 | Lampire | Preparação de farinha de sangue |
| Aspirador InsectaVac | 2809B | Bioquip | Equipamento Insetário |
| Metanol, Certificado ACS, Fisher Chemicals, Frasco de Vidro Âmbar, 4L, 4/Caixa | A412-4 | Fixador | |
| FisherScientificMetilcelulose, viscosidade: 3.500-5.600 cP, 2% em água (20 ° C), 250g / Garrafa | M0512-250G | MilliporeSigma | Reagente de cultura de células |
| Micro-chem Plus Detergente Desinfetante | C849T34 | Thomas Descontaminação Científica | ; diluição de trabalho de óleo mineral de amônio quaternário duplo |
| , BioReagente, para biologia molecular | M5904-5X5ML | MilliporeSigma | Imobilização de mosquitos |
| O-rings | OR37-25 | Hemotek Ltd | Equipamento de Insetário |
| Plugues de Plástico | PP5-250 | Hemotek Ltd | Equipamento de Insetário |
| PS6 Unidade de Energia (110-120V) | PS6120 | Hemotek Ltd | Equipamento de Inseto; fonte de energia |
| Pinça Rubis, lâminas deslocadas, pontas superfinas | 4525 | Bioquip | Insectary Equipment |
| Sarstedt Inc, Microtubo de Tampa de Rosca de 2mL, Fundo Cônico, Tampa de O-ring, Estéril, 1000/Caixa | 50-809-242 | FisherScientific | Plástico consumível |
| Sacarose, BioUltra, para biologia molecular | 84097-250G | MilliporeSigma | Reagent |
| ThermoScientific, ART Barrier Low Retention 1000μ L Ponteiras de Pipeta, 100 pontas/Rack, 8 Racks/Pacote, 4 Pacotes/Caixa | 21-402-487 | Consumível de plástico | FisherScientific |
| ThermoScientific, Barreira ART Baixa Retenção 200μ L Ponteiras de Pipeta, 96 pontas/Rack, 10 Racks/Pacote, 5 Pacotes/Caixa | 21-402-486 | FisherScientific | Consumível de plástico |
| ThermoScientific, Barreira ART de Baixa Retenção 20μ L Ponteiras de Pipeta, 96 pontas/Rack, 10 Racks/Pacote, 5 Pacotes/Caixa | 21-402-484 | Consumível de plástico | FisherScientific |
| ThermoScientific, Barreira ART de Baixa Retenção, Alcance Estendido 10μ L Ponteiras de pipeta, 96 ponteiras/rack, 10 racks/pacote, 5 pacotes/caixa | 21-402-482 | FisherScientific | PlasticLyser |
| II | 85300 | QIAGEN | Homogenization |
| TrueBlue Peroxidase Substrate Kit, 200mL | 5510-0030 | Seracare | Solução de desenvolvimento para ensaio de formação de foco |
| Vero | CCL-81 | American Type Culture Collection | Linhagem celular de mamíferos para amplificar vírus e realizar ensaio infeccioso |
| Vero C1008 [Vero 76, clone E6, Vero E6] | CRL-1586 | Coleção de Cultura de Tipo Americano | Linha celular de mamíferos para amplificar vírus e realizar ensaio infeccioso |
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