O inseto<em> Galleria mellonella</em> Como um modelo de infecção poderosa para investigar Patogênese Bacteriana

Summary

Oral e intra infecção haemocolic de larvas de traça da cera<em> Galleria mellonella</em> É descrito. Este insecto pode ser utilizada para estudar factores de virulência de entomopatogênico bem como mamíferos bactérias oportunistas. Criação dos insetos, os métodos de infecção e exemplos de<em> In vivo</em> Análise são descritos.

Abstract

O estudo da virulência bacteriana requer frequentemente um modelo animal adequado. Modelos de mamíferos de infecção são caros e pode levantar questões éticas. O uso de insetos como modelos de infecção proporciona uma alternativa valiosa. Comparado com outros hospedeiros não vertebrados modelo tais como nemátodos, insectos têm um sistema relativamente avançado de defesas antimicrobianas e são por isso mais susceptíveis de produzir a informação relevante para o processo de infecção de mamíferos. Como mamíferos, insetos possuem um sistema complexo imune inata ^1. As células na hemolinfa são capazes de encapsular ou fagocitando invasores microbianos, e as respostas humorais incluem a produção induzida de lisozima e pequenos péptidos antibacterianos ^2,3. Além disso, as analogias são encontrados entre as células epiteliais do intestino médio de insectos e larvas de células intestinais de sistemas digestivo de mamíferos. Por fim, vários componentes básicos essenciais para o processo de infecção bacteriana, como a adesão celular, a resistência àpéptidos antimicrobianos, a degradação do tecido e de adaptação ao stress oxidativo são susceptíveis de ser importante, em ambos os insectos e mamíferos ^1. Assim, os insectos são ferramentas polivalentes para a identificação e caracterização de factores de virulência microbianas envolvidas em infecções de mamíferos.

As larvas de traça da cera maior Galleria mellonella foram mostrados para fornecer uma visão útil para a patogénese de uma grande variedade de infecções microbianas, incluindo fungos de mamíferos (Fusarium oxysporum, Aspergillus fumigatus, Candida albicans) e os agentes patogénicos bacterianos, tais como Staphylococcus aureus, Proteus vulgaris , Serratia marcescens Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes ou Enterococcus faecalis ^4-7. Independentemente das espécies bacterianas, os resultados obtidos com Galleria larvas infectadas por injecção directa através da cutícula consistentemente correlacionados com aqueles de simiLar estudos de mamíferos: estirpes de bactérias que são atenuadas em modelos de mamíferos demonstram menor virulência em Galleria, e as tensões que causam graves infecções humanas são também altamente virulenta no modelo Galleria ^8-11. A infecção oral de Galleria é muito menos utilizada e adicional de compostos, como as toxinas específicas, são necessárias para atingir a mortalidade.

Larvas de G. mellonella apresentam várias vantagens técnicas: são relativamente grandes (larvas de último estádio antes pupação são cerca de 2 cm de comprimento e de peso mg 250), permitindo assim a injecção de doses definidas de bactérias, podem ser criados em várias temperaturas (20 ° estudos C a 30 ° C) e a infecção pode ser realizada entre 15 ° C e acima de 37 ° C ^12,13, permitindo experiências que simulam um ambiente de mamíferos. Além disso, a criação de insetos é fácil e relativamente barato. Infecção das larvas permite monitorar a virulência bacteriana por vários meios, including cálculo de LD ₅₀ ^14, a medida de sobrevivência bacteriana ^15,16 e exame do processo de infecção ^17. Aqui, descrevemos a criação dos insetos, abrangendo todas as fases de vida de G. mellonella. Nós fornecemos um protocolo detalhado de infecção por duas vias de inoculação: haemocoelic oral e intra. O modelo bacteriano utilizado no presente protocolo é uma Bacillus cereus, de agentes patogénicos Gram-positivos implicada na gastrointestinal, bem como em outros locais ou sistémicas graves infecções oportunistas ^18,19.

Protocol

1. A criação de insetos O ciclo completo de ovo a larva de último estádio dura cerca de 5 semanas a 25 ° C. Uma ou duas semanas adicionais são necessários para obter as borboletas adultas. Coloque pelo menos 100 pupas ou recém-fundidas adulto G. borboletas mellonella em 5 litros de gaiola de arame. Borboletas masculinos avaliar 10 a 15 mm. A mariposa adulta masculina é bege com luz fraca e marcas escuras. Medida borboletas fêmeas em torno de 20 mm. As f…

Representative Results

Injecção intra haemocoelic de bactérias em G. mellonella foi provado muito útil para a identificação de factores de virulência muitas tratam de danos nos tecidos e a resistência a factores imunes inatas de vários agentes patogénicos humanos. Como exemplo, a figura 2A representa a mortalidade de insectos após a injecção de várias doses de B. cereus (bactérias de tipo selvagem e estirpes mutantes) 22. Figura 2B representa a sobrevivência após …

Discussion

O uso de insetos e principalmente o estágio larval, como modelos de infecção por vários patógenos, está se tornando freqüente. Um modelo de escolha para alguns aspectos é Drosophila (o modelo mosca), utilizado como adultos e ^1,2 estágio larval. O inseto lepidóptero G. mellonella também tem sido principalmente utilizado para o ensaio de virulência bacteriana por injecção. A vantagem de tolerar temperaturas mais elevadas (acima de 37 ° C) do que a Drosophila (máximo 25…

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