L'insetto<em> Galleria mellonella</em> Come un modello di infezione potente per Indagare Patogenesi batterica

Summary

Orale e infezioni intra haemocolic di larve della tarma della cera maggiore<em> Galleria mellonella</em> È descritto. Questo insetto possono essere utilizzati per studiare i fattori di virulenza di entomopatogeno nonché mammiferi batteri opportunisti. Allevamento degli insetti, i metodi di infezione ed esempi di<em> In vivo</em> L'analisi sono descritti.

Abstract

Lo studio della virulenza batterica richiede spesso un modello animale adatto. Modelli mammiferi di infezione sono molto costosi e possono sollevare questioni etiche. L'uso di insetti come modelli di infezione fornisce una valida alternativa. Rispetto ad altri non vertebrati host modello come nematodi, insetti hanno un sistema relativamente avanzato di difesa antimicrobici e sono quindi più in grado di produrre informazioni rilevanti per il processo di infezione dei mammiferi. Come mammiferi, insetti possiedono un complesso sistema immunitario innato ^1. Le cellule della emolinfa sono in grado di phagocytosing o riassume invasori microbici, e le risposte umorali includono la produzione di peptidi antibatterici inducibile lisozima e piccole ^2,3. Inoltre, si riscontrano analogie tra le cellule epiteliali di insetto midguts larvali e cellule intestinali dei sistemi digestivi mammiferi. Infine, alcuni componenti di base essenziali per il processo di infezione batterica, come adesione cellulare, resistenzapeptidi antimicrobici, il degrado dei tessuti e l'adattamento allo stress ossidativo sono suscettibili di essere importante in entrambi i insetti e mammiferi ^1. Così, gli insetti sono strumenti polivalenti per l'identificazione e la caratterizzazione di fattori di virulenza microbici coinvolti nelle infezioni mammiferi.

Larve di falena maggiore della cera Galleria mellonella hanno dimostrato di fornire una visione utile nella patogenesi di una vasta gamma di infezioni fungine microbiche inclusi mammiferi (Fusarium oxysporum, Aspergillus fumigatus, Candida albicans) e batteri patogeni, quali Staphylococcus aureus, Proteus vulgaris , Serratia marcescens Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes o Enterococcus faecalis ^4-7. Indipendentemente dalla specie batteriche, i risultati ottenuti con larve Galleria infettato da iniezione diretta attraverso la cuticola costantemente correlate con quelle di similar studi mammiferi: ceppi batterici che sono attenuati nei modelli mammiferi dimostrano minore virulenza in Galleria, e le tensioni che causano gravi infezioni umane sono altamente virulenti nel modello Galleria ^8-11. Infezione orale della Galleria è molto meno usato e ulteriori composti, come le tossine specifiche, sono necessari per raggiungere la mortalità.

G. mellonella larve presentano diversi vantaggi tecnici: sono relativamente grandi (ultima larve instar prima pupation sono circa 2 cm e peso 250 mg), consentendo così l'iniezione di dosi prestabilite di batteri, possono essere allevati a diverse temperature (20 ° studi C a 30 ° C) e l'infezione può essere condotta tra 15 ° C al di sopra di 37 ° C ^12,13, consentendo esperimenti che simulano un ambiente di mammifero. Inoltre, l'allevamento degli insetti è facile e relativamente a buon mercato. L'infezione delle larve permette di monitorare virulenza batterica in vari modi, sapcalcolo g di LD ₅₀ ^14, la misura di sopravvivenza batterica ^15,16 e l'esame del processo di infezione ^17. Qui, descriviamo l'allevamento degli insetti, che copre tutte le fasi della vita di G. mellonella. Forniamo un dettagliato protocollo di infezione da due vie di inoculazione: haemocoelic orale e intra. Il modello batterica utilizzato in questo protocollo è Bacillus cereus, un patogeno Gram positivi implicati in gastrointestinale e in altre gravi infezioni locali o sistemiche opportunistiche ^18,19.

Protocol

1. Allevamento insetti L'intero ciclo da uovo all'ultimo larve instar dura circa 5 settimane a 25 ° C. Uno o 2 settimane supplementari sono necessari per ottenere farfalle adulte. Inserire almeno 100 pupe o di nuova fusione adulto G. farfalle mellonella in un 5 litri maglia metallica gabbia. Farfalle maschio misurare 10 a 15 mm. La falena maschio adulto è beige con la luce debole e macchie scure. Donna misura farfalle di circa 20 mm. Le femmine sono pi?…

Representative Results

Intra haemocoelic iniezione di batteri in G. mellonella è stato dimostrato molto utile per l'identificazione di fattori di virulenza molti occupano di danno tissutale e resistenza a fattori immuni innate di diversi agenti patogeni umani. Come esempio, la figura 2A rappresenta la mortalità insetto dopo iniezione di varie dosi di B. batteri cereus (wild type e mutanti) 22. figura 2B rappresenta la sopravvivenza dopo l'infezione batterica di …

Discussion

L'uso di insetti e in particolare la fase larvale, come modelli di infezione per i patogeni più, sta diventando frequente. Un modello di scelta per alcuni aspetti è Drosophila (il modello di volo) utilizzato come adulti e ^1,2 stadio larvale. L'insetto lepidotteri G. mellonella stato anche utilizzato principalmente per saggiare la virulenza batterica per iniezione. Il vantaggio di tollerare temperature più elevate (oltre i 37 ° C) rispetto Drosophila (massimo 25 ° C) è …

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