החרקים<em> גלרית mellonella</em> כדגם זיהום רב עצמה כדי לחקור פתוגנזה קטריאלי
Summary
זיהום haemocolic אוראלי ותוך של זחלים של עש השעווה הגדולה יותר<em> גלרית mellonella</em> הוא תאר. חרק זה יכול לשמש כדי לחקור גורמים ארסיים של entomopathogenic כמו גם חיידקים אופורטוניסטים יונקים. גידול של החרקים, שיטות של זיהום ודוגמאות של<em> In vivo</em> ניתוח מתואר.
Abstract
המחקר של חיידקים ארסיים לעתים קרובות מחייב מודל חיה מתאימה. מודלי יונקים של זיהום הם יקרים ועשויים להעלות סוגיות אתיות. השימוש בחרקים כמודל לזיהום מספק חלופה רבה ערך. בהשוואה למארחי מודל שאינם בעלי חוליות אחרים, כגון נמטודות, חרקים יש מערכת מתקדמת יחסית של הגנות מיקרוביאלית ולכן הם נוטים יותר להפקת מידע רלוונטי לתהליך ההדבקה של יונקים. כמו יונקים, חרקים בעלי מערכת חיסון מולדת מורכבת 1. תאים בhemolymph מסוגלים phagocytosing או encapsulating פולשי מיקרוביאלי, ותגובות הומורלית כוללות ייצור המושרה של פפטידים Lysozyme והקטנים אנטיבקטריאליות 2,3. בנוסף, אנלוגיות נמצאות בין תאי האפיתל של midguts זחל חרקים ותאי מעי מערכת עיכול של יונקים. לבסוף, מספר מרכיבים בסיסיים חיוניים לתהליך זיהום החיידקים כגון הידבקות תא, התנגדותפפטידים מיקרוביאלית, ניוון רקמות ואת ההסתגלות לסטרס חמצונים, סביר שיהיה חשוב בשני חרקים ויונקים 1. לכן, חרקים הם כלים רבים ערכיים לזיהוי והאפיון של גורמים ארסיים מיקרוביאלי המעורב בזיהומים ביונקים.
זחלים של העש הגדול שעוות Galleria mellonella הוכחו לספק תובנה שימושית לפתוגנזה של מגוון רחב של זיהומים מיקרוביאליים כוללים פטרייתי יונקים (Fusarium oxysporum, אספרגילוס fumigatus, קנדידה אלביקנס) וחיידקים פתוגנים, כגון סטפילוקוקוס אוראוס, vulgaris פרוטאוס , Aeruginosa Serratia marcescens Pseudomonas, monocytogenes יסטריה או Enterococcus faecalis 4-7. ללא קשר למיני חיידקים, תוצאות שהושגו עם זחלי Galleria הנגועים על ידי הזרקה ישירה דרך העור המת באופן עקבי לתאם עם אלה של סימיlar מחקרי יונקים: זני חיידקים שנחלשו במודלים של יונקים להפגין אלימות נמוכה בגלריה, וזני גרימת זיהומי אדם חמורים גם ארסיים ביותר במודל Galleria 8-11. דלקת פה של גלריה היא הרבה פחות משומשת ותרכובות נוספות, כמו רעלים מסוימים, יש צורך להגיע לתמותה.
מספר יתרונות G. mellonella זחלים נוכחיים טכניים: הם גדולים יחסית (זחלי instar אחרונים לפני ההתגלמות הם 250 מ"ג משקל ארוכים בערך 2 סנטימטר ו), ובכך מאפשר הזרקה של מנות מוגדרות של חיידקים, הם יכולים להיות שגדלו בטמפרטורות שונות (20 מעלות C עד 30 ° C) וזיהום מחקרים יכולים להתנהל בין 15 ° C למעל 37 מעלות צלזיוס 12,13, המאפשרים ניסויים המחקים סביבה של יונקים. בנוסף, גידול חרקים הוא קל וזול יחסית. זיהום של הזחלים מאפשר ניטור ארסיות חיידקים על ידי מספר אמצעים, includinחישוב גרם של LD 50 14, מדידה של הישרדות חיידקים 15,16 ובחינה של תהליך ההדבקה 17. כאן, אנו מתארים את הגידול של החרקים, המכסים את כל שלבי החיים של ג mellonella. אנו מספקים פרוטוקול מפורט של זיהום על ידי שני מסלולים של חיסון: haemocoelic פה ופנים. מודל החיידקים השתמש בפרוטוקול זה הוא cereus Bacillus, הפתוגן גראם חיובי מעורבים במערכת עיכול כמו גם בזיהומים אחרים חמורים מקומיים או מערכתיים אופורטוניסטיים 18,19.
Protocol
Representative Results
Discussion
השימוש בחרקים ובמיוחד בשלב הזחל, כמודלים לזיהום כמה פתוגנים, הופך תכוף. מודל של בחירה בהיבטים מסוימים הוא דרוזופילה (מודל הזבוב) משמשת כמבוגרים ו1,2 שלב זחל. Lepidopteran החרקים ג mellonella גם שמש בעיקר לassaying ארסיות חיידקים בהזרקה. היתרון של לסבול טמפרטורות גבוהו…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ברצוננו להודות לאליזבת Guillemet, כריסטוף בואסון ולודוויק Bridoux לקבלת סיוע טכני מעולה. אנחנו חוב גדולים לסילבי Salamitou וSinda Fedhila להתקנת המערכת הראשונית.
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 |
References
- Lemaitre, B., Hoffmann, J. The host defense of Drosophila melanogaster. Annu. Rev. Immunol. 25, 697-743 (2007).
- Vodovar, N., Acosta, C., Lemaitre, B., Boccard, F. Drosophila: a polyvalent model to decipher host-pathogen interactions. Trends Microbiol. 12, 235-242 (2004).
- Dalhammar, G., Steiner, H. Characterization of inhibitor A, a protease from Bacillus thuringiensis which degrades attacins and cecropins, two classes of antibacterial proteins in insects. Eur. J. Biochem. 139, 247-252 (1984).
- Jander, G., Rahme, L. G., Ausubel, F. M. Positive correlation between virulence of Pseudomonas aeruginosa mutants in mice and insects. J. Bacteriol. 182, 3843-3845 (2000).
- Purves, J., Cockayne, A., Moody, P. C., Morrissey, J. A. Comparison of the regulation, metabolic functions, and roles in virulence of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase homologues gapA and gapB in Staphylococcus aureus. Infect. Immun. 78, 5223-5232 (2010).
- Chadwick, J. S. Serological responses of insects. Fed. Proc. 26, 1675-1679 (1967).
- Chadwick, J. S., Caldwell, S. S., Chadwick, P. Adherence patterns and virulence for Galleria mellonella larvae of isolates of Serratia marcescens. J. Invertebr. Pathol. 55, 133-134 (1990).
- Gao, W., et al. Two novel point mutations in clinical Staphylococcus aureus reduce linezolid susceptibility and switch on the stringent response to promote persistent infection. PLoS Pathog. 6, e1000944 (2010).
- Peleg, A. Y., et al. Reduced susceptibility to vancomycin influences pathogenicity in Staphylococcus aureus infection. J. Infect. Dis. 199, 532-536 (2009).
- Salamitou, S., et al. The plcR regulon is involved in the opportunistic properties of Bacillus thuringiensis and Bacillus cereus in mice and insects. Microbiology. 146, 2825-2832 (2000).
- Cadot, C., et al. InhA1, NprA and HlyII as candidates to differentiate pathogenic from non-pathogenic Bacillus cereus strains. J. Clin. Microbiol. 48, 1358-1365 (2010).
- Rejasse, A., et al. Temperature-dependent production of various PlcR-controlled virulence factors in Bacillus weihenstephanensis strain KBAB4. Appl. Environ. Microbiol. 78, 2553-2557 (2012).
- Jones, R. T., et al. Photorhabdus adhesion modification protein (Pam) binds extracellular polysaccharide and alters bacterial attachment. BMC Microbiol. 10, 141 (2010).
- Finney, D. J. . Probit analysis. , (1971).
- Fedhila, S., Nel, P., Lereclus, D. The InhA2 metalloprotease of Bacillus thuringiensis strain 407 is required for pathogenicity in insects infected via the oral route. J. Bacteriol. 184, 3296-3304 (2002).
- Guillemet, E., et al. The InhA metalloproteases of Bacillus cereus contribute concomitantly to virulence. J. Bacteriol. 192, 286-294 (2010).
- Nielsen-LeRoux, C., Gaudriault, S., Ramarao, N., Lereclus, D., Givaudan, A. How the insect pathogen bacteria Bacillus thuringiensis and Xenorhabdus/Photorhabdus occupy their hosts. Curr. Opin. Microbiol. 15, 1-12 (2012).
- Bottone, E. J. Bacillus cereus, a volatile human pathogen. Clin. Microbiol. Rev. 23, 382-398 (2010).
- Stenfors Arnesen, L., Fagerlund, A., Granum, P. From soil to gut: Bacillus cereus and its food poisoning toxins. FEMS Microbiol. Rev. 32, 579-606 (2008).
- Lecadet, M., Blondel, M. O., Ribier, J. Generalized transduction in Bacillus thuringiensis var. berliner 1715, using bacteriophage CP54. Ber. J. Gen. Microbiol. 121, 203-212 (1980).
- Sanchis, V., Agaisse, H., Chaufaux, J., Lereclus, D. Construction of new insecticidal Bacillus thuringiensis recombinant strains by using the sporulation non-dependent expression system of cryIIIA and a site specific recombination vector. J. Biotechnol. 48, 81-96 (1996).
- Tran, S. L., Guillemet, E., Gohar, M., Lereclus, D., Ramarao, N. CwpFM (EntFM) is a Bacillus cereus potential cell wall peptidase implicated in adhesion, biofilm formation and virulence. J. Bacteriol. 192, 2638-2642 (2010).
- Tran, S. L., et al. Hemolysin II is a Bacillus cereus virulence factor that induces apoptosis of macrophages. Cell Microbiol. 13, 92-108 (2011).
- Fedhila, S., et al. Comparative analysis of the virulence of invertebrate and mammalian pathogenic bacteria in the oral insect infection model Galleria mellonella. J. Invertebr. Pathol. 103, 24-29 (2010).
- Daou, N., et al. IlsA, a unique surface protein of Bacillus cereus required for iron acquisition from heme, hemoglobin and ferritin. PLoS Pathog. 5, e1000675 (2009).
- Mason, K. L., et al. From commensal to pathogen: translocation of Enterococcus faecalis from the midgut to the hemocoel of Manduca sexta. MBio. 2, e00065-00011 (2011).
- Goldsmith, M. R., Shimada, T., Abe, H. The genetics and genomics of the silkworm, Bombyx mori. Annu. Rev. Entomol. 50, 71-100 (2005).
- Fraser, M. J. Insect transgenesis: current applications and future prospects. Annu. Rev. Entomol. 57, 267-289 (2012).
