The Insect<em> Galleria mellonella</em> Som en kraftfuld Infektion modellen til bakteriel patogenese

Summary

Mundtlig og intra haemocolic infektion af larver af den større voks møl<em> Galleria mellonella</em> Er beskrevet. Dette insekt kan anvendes til undersøgelse af virulensfaktorer entomopatogen samt pattedyr opportunistiske bakterier. Opdræt af insekter, metoder til infektion og eksempler på<em> In vivo</em> Analysen er beskrevet.

Abstract

Undersøgelsen af ​​bakteriel virulens kræver ofte en egnet dyremodel. Mammale modeller af infektion er dyre og kan give anledning til etiske spørgsmål. Brugen af ​​insekter som infektionsmodeller giver et værdifuldt alternativ. Sammenlignet med andre ikke-hvirveldyr model værter, såsom nematoder, har insekter et relativt avanceret system af antimikrobielle forsvar og er derfor mere tilbøjelige til at producere relevante oplysninger om pattedyr infektion processen. Ligesom pattedyr, besidder insekter et komplekst medfødte immunsystem ^1. Celler i hæmolymfe er i stand til phagocytosing eller indkapslende mikrobielle invasion, og humorale responser indbefatter den inducerbare produktion af lysozym og små antibakterielle peptider ^2,3. Desuden er analogier fundet mellem epitelcellerne af insekt larvestadium midguts og intestinale celler af pattedyr fordøjelse. Endelig har flere grundkomponenter væsentlige for den bakterielle infektion proces såsom celleadhæsion, resistens over forantimikrobielle peptider, vævsnedbrydning og tilpasning til oxidativ stress sandsynligvis vil være vigtig i både insekter og pattedyr ^1. Således insekter er polyvalente værktøjer til identifikation og karakterisering af mikrobielle virulensfaktorer involveret i mammale infektioner.

Larver af den større voks moth Galleria mellonella har vist sig at give en nyttig indsigt i patogenesen af et bredt område af mikrobielle infektioner, herunder pattedyr svampe (Fusarium oxysporum, Aspergillus fumigatus, Candida albicans) og bakterielle patogener, såsom Staphylococcus aureus, Proteus vulgaris , Serratia marcescens Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes eller Enterococcus faecalis ^4-7. Uanset de bakteriearter, resultater opnået med Galleria larver smittet med direkte indsprøjtning gennem neglebånd konsekvent korrelerer med de similar pattedyr studier: bakteriestammer, der er svækket i mammale modeller viser lavere virulens i Galleria, og stammer, der forårsager alvorlige infektioner hos mennesker er også meget udtalt i Galleria model ^8-11. Oral infektion af Galleria er langt mindre anvendt og yderligere forbindelser, såsom specifikke toksiner, der er nødvendig for at opnå mortalitet.

G. mellonella larver stede flere tekniske fordele: de er relativt store (sidste stadiums larver, før forpupningen er omkring 2 cm lang og vægt 250 mg), således at injektionen af definerede doser af bakterier, de kan opdrættes ved forskellige temperaturer (20 ° C til 30 ° C) og infektion undersøgelser kan udføres mellem 15 ° C til over 37 ° C ^12,13, således at forsøg, der efterligner en mammal miljø. Desuden er insekt opdræt let og forholdsvis billigt. Infektion af larverne tillader overvågning bakteriel virulens på flere måder, including beregning af LD ₅₀ ^14, måling af bakteriel overlevelse ^15,16 og undersøgelse af infektionen proces ^17. Her beskriver vi opdræt af insekter, som omfatter alle stadier af G. mellonella. Vi giver en detaljeret protokol af infektion med to ruter injiceret: oral og intra haemocoelic. Den bakterielle model anvendt i denne protokol er Bacillus cereus, en grampositiv patogener impliceret i mave såvel som i andre alvorlige lokale eller systemiske opportunistiske infektioner ^18,19.

Protocol

1. Insect Opdræt Hele cyklus fra æg til sidste stadiums larver varer cirka 5 uger ved 25 ° C. En eller 2 ekstra uger er nødvendige for at opnå voksne sommerfugle. Anbring mindst 100 pupper eller nyfusionerede voksen G. mellonella sommerfugle i en 5-liters wire-mesh buret. Mandlige sommerfugle foranstaltning 10 til 15 mm. Den voksne mand møl er beige med svagt lys og mørke aftegninger. Kvinde sommerfugle måler cirka 20 mm. Hunnerne er mørkere end hanner med en bru…

Representative Results

Intra haemocoelic injektion af bakterier ind i G. mellonella har vist sig meget nyttig til identifikation af mange virulensfaktorer beskæftiger sig med vævsbeskadigelse og modstandsdygtighed over for medfødte immunfaktorer af flere humane patogener. Som et eksempel, repræsenterer figur 2A insekt dødelighed efter injektion af forskellige doser af B. cereus bakterier (vildtype-og mutantstammer) 22. Figur 2B repræsenterer bakteriel overlevelse efter infek…

Discussion

Anvendelsen af ​​insekter og især larvestadiet, som infektionsmodeller for flere patogener, bliver er hyppige. En model af valg for nogle aspekter er Drosophila (flue model), der anvendes som både voksne og larvestadiet ^1,2. Den lepidopteran insekt G. mellonella er også anvendes primært til analyse bakteriel virulens ved injektion. Fordelen ved at tolerere højere temperaturer (over 37 ° C) end Drosophila (maks. 25 ° C) er vigtigt, når pattedyr patogener skal undersøges….

Materials

Name of the reagent	Company	Catalogue number	Comments (optional)
Wax and pollen	La Ruche Roanaise	303000	Any honey producer
Automated syringe pump	KD Scientific	KDS 100
Syringe 1 ml	Terumo	BS 01T
Needle 0.45 x 12 mm	Terumo	NN 2613R
Petri dish 5 cm	VWR	89000-300
Needle 30G, 25 mm hypodermic	Burkard Mfg. Co. Ltd.	PDE0005