Представленный протокол может определить векторную компетентность популяций комаров Aedes aegypti для данного вируса, такого как Зика, в условиях сдерживания.
Методическая статья
Представленный протокол может определить векторную компетентность популяций комаров Aedes aegypti для данного вируса, такого как Зика, в условиях сдерживания.
Представленные процедуры описывают обобщенную методологию заражения комаров Aedes aegypti вирусом Зика в лабораторных условиях для определения скорости инфицирования, диссеминированной инфекции и потенциальной передачи вируса в рассматриваемой популяции комаров. Эти процедуры широко используются с различными изменениями в оценках векторной компетентности во всем мире. Они важны для определения потенциальной роли, которую данный комар (т.е. вид, популяция, особь) может играть в передаче данного агента.
Векторная компетентность определяется как способность на уровне вида, популяции и даже особи данного членистоногого, такого как комар, клещ или флеботоминовая песчаная муха, приобретать и передавать агент биологически с репликацией или развитием у членистоногих1,2. Что касается комаров и переносимых членистоногими вирусов (т.е. арбовирусов), то агент всасывается из виремированного хозяина самкой комара. После приема внутрь вирус должен продуктивно заразить одну из небольшой популяции эпителиальных клеток средней кишки3,преодолевая различные физиологические препятствия, такие как протеолитическая деградация пищеварительными ферментами, наличие микробиоты (барьер инфекции средней кишки, или MIB) и секретируемый перитрофический матрикс. Инфекция эпителия средней кишки должна сопровождаться репликацией вируса и возможным побегом из средней кишки в открытую кровеносную систему комара, или гемолимфу, которая представляет собой начало диссеминированной инфекции, преодолевающей барьер побега средней кишки (MEB). В этот момент вирус может установить инфекции вторичных тканей (например, нервов, мышц и жировых тел) и продолжать размножаться, хотя такая вторичная репликация может быть не строго необходима вирусу для заражения ацинарных клеток слюнных желез (преодоление инфекционного барьера слюнных желез). Выход из ацинарных клеток слюнной железы в их апикальные полости, а затем движение в слюнный проток позволяет инокуляцию вируса последующим хозяевам при укусе и завершает цикл передачи1,2,4,5,6,7.
Учитывая этот хорошо охарактеризованный и в целом законсервированный механизм распространения внутри комара-переносчика, лабораторные оценки компетентности переносчиков часто методологически схожи, хотя различия в протоколах существуют1,2. Как правило, после перорального воздействия вируса комары рассекаются таким образом, что отдельные ткани, такие как полная кишка, ноги, яичники или слюнные железы, могут быть проанализированы на вирусную инфекцию, диссеминированную инфекцию, диссеминированную инфекцию / потенциальную трансовариальную передачу и диссеминированную инфекцию / потенциальную способность передачи, соответственно8. Однако само присутствие вируса в слюнных железах не является окончательным доказательством способности к передаче, учитывая доказательства барьера выхода/выхода слюнной железы (SGEB) в некоторых комбинациях вектор/вирус1,2,4,5,7,9. Стандартным методом доказывания компетентности к передаче остается передача комарами восприимчивому животному10,11,12. Однако, учитывая, что для многих арбовирусов это требует использования иммунокомпрометированных мышиных моделей13,14,15,16,этот метод часто является непомерно дорогостоящим. Широко используемой альтернативой является сбор слюны комара, который может быть проанализирован с помощью обратной транскрипции-полимеразной цепной реакции (ОТ-ПЦР) или инфекционного анализа, чтобы продемонстрировать наличие вирусного генома или инфекционных частиц соответственно. Стоит отметить, что такие методы сбора слюны in vitro могут переоценивать12 или недооценивать17 количество вируса, депонированного во время кормления in vivo, что указывает на то, что такие данные следует интерпретировать с осторожностью. Тем не менее, метод in vitro очень ценен при анализе с точки зрения простого присутствия вируса в слюне, что указывает на потенциал передачи.
Существуют два основных подхода к определению роли комаров-переносчиков в вспышках арбовирусных заболеваний. Первый метод предполагает полевой эпиднадзор, при котором комары собираются в контексте активной передачи18,19,20,21,22,23,24. Однако, учитывая, что уровень инфицирования, как правило, довольно низок (например, по оценкам, уровень инфицирования комаров в 0,061% в районах активной циркуляции вируса Зика (ZIKV) в Соединенных Штатах21),инкриминирование потенциальных видов переносчиков может быть сильно смещено методологией отлова25,26 и случайностью (например, отбор проб одного инфицированного человека из 1 600 неинфицированных)21 . Принимая это во внимание, данное исследование может не приобрести достаточно комаров как в сыром количестве, так и в видовом разнообразии, чтобы точно отобрать комаров, участвующих в передаче. Напротив, анализ векторной компетентности проводится в лабораторных условиях, что позволяет строго контролировать такие параметры, как пероральная доза. Несмотря на то, что эти лабораторные оценки не в полной мере способны представить истинную сложность инфекции комаров и возможности ее передачи в полевых условиях, они остаются мощными инструментами в области арбовирусологии.
Основываясь на различных анализах векторной компетентности с помощью ZIKV у нескольких видов комаров, популяций и методов27,28,29,30,31,32,а также недавнего обзора оценок компетентности переносчиков1,мы описываем здесь несколько протоколов, связанных с типичным рабочим процессом векторной компетентности. В этих экспериментах три популяции Ae. aegypti из Северной и Южной Америки (город Сальвадор, Бразилия; Доминиканская Республика; и нижняя часть долины Рио-Гранде, штат Техас, США) подвергались воздействию одного штамма ZIKV (Mex 1-7, GenBank Accession: KX247632.1) при дозе 4, 5 или 6 log10 фокусообразующих единиц (FFU) / мл с помощью искусственных кровяных мук. Впоследствии они были проанализированы на наличие инфекции, диссеминированной инфекции и компетентности передачи после различных периодов внешней инкубации (2, 4, 7, 10 и 14 дней) с помощью рассечения и инфекционного анализа на основе клеточной культуры. Хотя нынешний рабочий процесс/протоколы оптимизированы для ZIKV, многие элементы непосредственно переводятся в другие переносимые комарами арбовирусы в содержании членистоногих и уровнях биобезопасности 2 и 3 (ACL/BSL2 или ACL/BSL3).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры, выполненные в этих протоколах, были выполнены в полном соответствии с протоколами, утвержденными Институциональным комитетом по биобезопасности и Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию Медицинского отделения Техасского университета в Галвестоне.
1. Усиление ZIKV в ячейках Vero
2. Приготовление искусственных кровяных мук
3. Обратный анализ смазывания кровяных мук/бляшек
4. Введение кровожадных мук
5. Сбор и обработка образцов
6. Обнаружение ЗИКВ методом инфекционного анализа
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Три популяции Ae. aegypti из Северной и Южной Америки (Сальвадор, Бразилия; Доминиканская Республика; и долина Рио-Гранде, штат Техас, США) подверглись воздействию штамма вспышки ZIKV из Северной и Южной Америки (ZIKV Mex 1-7, штат Чьяпас, Мексика, 2015) в диапазоне титров кровяной муки (4, 5 и 6 log10 FFU / mL), представленных в искусственной кровеносной муке на основе вымытых эритроцитов человека. В дни 2, 4, 7, 10 и 14 после заражения подгруппы комаров обрабатывались для определения инфекции, распр...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Методы, описанные здесь, обеспечивают обобщенный рабочий процесс для проведения векторного анализа компетенций. В качестве общей основы многие из этих методологий сохраняются во всей литературе. Тем не менее, есть существенные возможности для модификаций (рассмотренных в Azar and Weaver1). Известно, что вирус (например, вирусная линия, хранение вируса вызова, история вирусного пассажа), энтомология (например, лабораторная колонизация популяций комаров, врожденный иммунитет, микробиом/виром комара)...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Мы выражаем признательность сотрудникам Всемирного референс-центра по новым вирусам и арбовирусам (WRCEVA): д-ру Роберту Тешу, Хильде Гусман, д-ру Кеннету Планте, д-ру Джессике Планте, Дионне Шартон и Дивье Мирчандани, за их неустанную работу по курированию и предоставлению многих вирусных штаммов, используемых для экспериментов по векторной компетентности наших и других групп. Представленная работа финансировалась Фондом стипендий Маклафлина (SRA) и грантами NIH AI120942 и AI121452.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 3 мл Стандартный резервуар | R37P30 | Hemotek | Ltd Инсектарное оборудование |
| 7/32 дюйма Нержавеющая сталь 440 Класс C Шарики | 4RJH9 | Грейнджер | Мелющий Тел |
| Ацетон, Гистологический класс, Fisher Chemicals, Полиэтиленовая бутылка, 4 л, 4 / Кейс | A16-P4 | FisherНаучный | фиксатор |
| Аденозин 5'-трифоспат динатриевой соли гидрат, микробный, биореагент, подходит для клеток посев | A6419-1G | MilliporeSigma | Реагент |
| Антифлавивирусная группа Антитело антитело, клон D1-4G2-4-15 | MAB10216 | MilliporeSigma | Первичное антитело для фокусообразующего анализа |
| Антитело против мыши IgG (H+L), сыворотка крови человека адсорбированная и меченая пероксидазой, 1,0 мл/флакон | 5450-0011 | KPL/Seracare | Вторичное антитело для фокусообразующего анализа |
| Отбеливатель | NC0427256 | FisherScientific | обеззараживание |
| Corning, колбы, обработанные клеточными культурами, 150 см2, вентилируемая крышка, футляр из 50 | 10-126-34 | Расходные | клеточных культур |
| 24 лунки, 5 / мешок, 100 / кейс, Corning | 07-200-740 | Расходные | клеточных культур |
| Costar Cell Culture, 96 лунок, 5 / пакет, 100 / кейс, Corning | 07-200-91 | FisherScientific | Расходные материалы для клеточных культур |
| Crystal Violet | C0775-100G | MilliporeSigma | Stain |
| Eppendorf Snap Cap Микроцентрифуга Safe-Lock 2mL Tubes, 500/Case | 05-402-7 | FisherScientific | Пластиковые расходные |
| материалы Falcon 15mL Конические центрические пробирки | 14-959-70C | FisherScientific | Пластиковые расходные |
| материалы Falcon 50mL Конические центрические пробирки | 14-959-49A | FisherScientific | Пластиковые расходные материалы |
| Falcon Одноразовые полистирольные серологические пипетки 10 мл, 200 / Кейс | 13-675-20 | FisherScientific | Пластиковые расходные материалы |
| Falcon Одноразовые полистирольные серологические 1 мл пипетки, 1000 / Кейс | 13-675-15B | FisherScientific | Пластиковые расходные материалы |
| Falcon Одноразовые полистирольные серологические 25 мл пипетки, 200 / Кейс | 13-675-30 | FisherScientific | Пластиковые расходные |
| Falcon Одноразовые полистирольные серологические пипетки 5 мл, 200 / Кейс | 13-675-22 | FisherScientific | Пластиковые расходные |
| материалы Falcon Стандартные чашки для культуры тканей | 08-772B | FisherScientific | Пластиковые расходные материалы |
| Фетальная бычья сыворотка-премиум, 500 мл | S11150 | Atlanta Biologicals | Реагент |
| для клеточной культурыПредметные стекла для микроскопа Fisherbrand Economy Plain Glass | 12-550-A3 | FisherНаучная | иммобилизация комаров |
| FU1 Кормушка | FU1-0 | Hemotek Ltd | Инсектарное оборудование; устройства для кормления |
| Gibco DPBS с кальцием и магнием, 10 x 500 мл Флаконы | 140-040-182 | FisherScientific | Реактив для клеточных культур |
| Gibco Fungizone, амфотерицин B, 250μ г/мл, 50 мл/флакон | 15-290-026 | Реагент для | клеточной культуры |
| Gibco Пенициллин-стрептомицин (10 000 ЕД/мл), 100 мл/флакон, 20 флаконов/кейс | 15-140-163 | Реактив для клеточной культуры | FisherScientific |
| Gibco, трипцин-ЭДТА (.25%), фенол красный, 20 флаконов по 100 мл | 25-200-114 | реагент для клеточной культуры | FisherScientific |
| Gibcom DMEM, с высоким содержанием глюкозы, 10 флаконов | по 500 мл11-965-118 | Реагент для клеточной культуры | FisherScientific |
| Кровь человека, неуточненный пол, Na-цитрат, 1 единица | 7203706 | Препарат из кровяной муки | Lampire |
| InsectaVac Аспиратор | 2809B | Bioquip | Инсектарное оборудование |
| Метанол, сертифицированный ACS, Fisher Chemicals, Бутылка из янтарного стекла, 4 л, 4 / Кейс | A412-4 | Фиксатор | |
| FisherScientificМетилцеллюлоза, вязкость: 3,500-5,600 сП, 2 % в воде (20 & град; C), 250 г / флакон | M0512-250G | MilliporeSigma | Клеточный реагент |
| Микрохим плюс дезинфицирующее моющее средство | C849T34 | Thomas Scientific | Decontamination; рабочее разбавление двойного четвертичного аммониевого |
| минерального масла, биореагент, для молекулярной биологии | M5904-5X5ML | MilliporeSigma | Иммобилизация уплотнительных колец комаров |
| OR37-25 | Hemotek Ltd | Инсектарное оборудование | |
| Пластиковые заглушки | PP5-250 | Hemotek Ltd | Инсектарное оборудование |
| PS6 Блок питания PS6 (110-120 В) | PS6120 | Hemotek Ltd | Инсектарное оборудование; источник питания |
| Rubis Щипцы, офсетные лезвия, сверхтонкие точки | 4525 | Bioquip | Insectary Equipment |
| Sarstedt Inc, 2 мл Винтовая крышка микротрубка, коническое дно, уплотнительное кольцо колпачок, стерильный, 1000 / Кейс | 50-809-242 | Расходный материал для пластика | FisherScientific |
| Сахароза, BioUltra, для молекулярной биологии | 84097-250G | Реагент MilliporeSigma | |
| ThermoScientific, ART Barrier Low Retention 1000μ L Наконечники для пипеток, 100 наконечников/штатив, 8 штативов/уп, 4 упаковки/кейс | 21-402-487 | Пластиковый расходный материал | FisherScientific |
| ThermoScientific, барьер ART с низким удержанием 200μ L Наконечники для пипеток, 96 наконечников/штатив, 10 штатив/уп, 5 упаковок/кейс | 21-402-486 | Пластиковый расходный материал | FisherScientific |
| ThermoScientific, барьер ART с низким удержанием 20μ L наконечники для пипеток, 96 наконечников / штатив, 10 штативов / упаковка, 5 упаковок / кейс | 21-402-484 | Пластиковые расходные материалы | FisherScientific |
| ThermoScientific, ART Barrier Low Retention, увеличенный радиус действия 10μ L Наконечники для пипеток, 96 наконечников/штатив, 10 штативов/уп, 5 упаковок/кейс | 21-402-482 | FisherScientific | Пластиковые расходные |
| материалы TissueLyser II | 85300 | QIAGEN | Гомогенизация |
| TrueBlue Peroxidase Substrate Kit, 200 мл | 5510-0030 | Seracare | Разрабатываемый раствор для фокус-формирующего анализа |
| Vero | CCL-81 | American Type Culture Collection | Клеточная линия млекопитающих для амплификации вируса и проведения инфекционного анализа |
| Vero C1008 [Vero 76, клон E6, Vero E6] | CRL-1586 | American Type Culture Collection | Клеточная линия млекопитающих для амплификации вируса и проведения инфекционного анализа |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение