نموذج العدوى واكسوورم Galleria mellonella "نشر داء المبيضات"
Summary
Galleria mellonella يخدم كنموذج اللافقاريات لداء المبيضات نشرها. هنا، نحن بالتفصيل العدوى البروتوكول وتقديم البيانات الداعمة لفعالية هذا النموذج.
Abstract
أنواع المبيضات هي commensals الفطرية المشتركة للبشر استعمار الجلد والأسطح المخاطية، والجهاز الهضمي. تحت ظروف معينة، يمكن أن كسا المبيضات منافذها الطبيعية أدى المنهكة التهابات الأغشية المخاطية الانتانات الجهازية جيدا كما تهدد الحياة، ومحور رئيسي للتحقيق بسبب معدلات وفيات عالية المرتبطة بها. وتوجد نماذج حيوانية لنشر العدوى لدراسة تطور المرض وتشريح خصائص المبيضات الإمراضية. هذه، يوفر النموذج العدوى واكسوورم Galleria mellonella أداة تجريبية فعالة من حيث التكلفة للتحقيق الفائق من ضراوة الجهازية. كثيرة أخرى البكتيرية وحقيقية النواة العوامل المعدية تم فعالاً درسوا في ميلونيلا G. فهم الإمراضية، مما يجعل من نظام نموذج مقبول على نطاق واسع. حتى الآن، يمكن أن يغير النتائج المظهرية الاختلاف في الأسلوب المتبع لتصيب G. mellonella وتعقيد تفسير النتائج. هنا، فإننا مخطط مزايا وعيوب نموذج واكسوورم الدراسة النظامية المبيضات المرضية واتباع نهج لتحسين إمكانية تكرار نتائج بالتفصيل. تمييز نطاق حركية الوفيات في ميلونيلا G. نتائجنا وتصف المتغيرات التي يمكن أن تعدل هذه الحركية. في نهاية المطاف، يقف هذا الأسلوب كنهج الأخلاقية وسريعة وفعالة من حيث التكلفة لدراسة ضراوة في نموذج لداء المبيضات نشرها.
Introduction
أنواع المبيضات هي كومينسالس البشرية المشتركة التي قادرة على الظهور كمسببات الأمراض الانتهازية في خيم والمرضى ديسبيوتيك. على الرغم من أن العديد من أنواع المبيضات يمكن أن يسبب المرض، المبيضة السبب الأكثر شيوعاً لداء المبيضات نشرها1،2. الأمراض الجهازية النتائج من المبيضة الوصول إلى مجرى الدم عن طريق أما الاختراق المباشر من الحواجز المضيفة سابقا تقييداً أو مقدمة في مواقع العمليات الجراحية وانتهاكات أخرى ل الجسم3. أنواع المبيضات الاستفادة من مجموعة من العمليات المسببة للأمراض أن تسبب الأمراض الجهازية داخل البلد المضيف بما في ذلك فيلامينتيشن وتشكيل بيوفيلم والتهرب من الخلايا المناعية والهروب والحديد الكسح4. في المختبر النهج الموجودة للتحقيق في الآليات المسببة للأمراض الفردية، ولكن النماذج الحيوانية تواصل تقديم أفضل خيار للتحقيق بأكملها المرض نتيجة5،6. بحوث سابقة مفصلة حالات كثيرة واعدة في المختبر التحقيقات من ضراوة الفشل في إعادة إنتاج في فيفو7،8. وهكذا، نماذج حيوانية لا يزال يتعين تقييم فوعة المجراة في. معظم الأمراض نماذج تعتمد على الفئران لتكون بمثابة بديل للإصابات البشرية على الرغم من عجز المبيضة بطبيعة الحال استعمار أنظمة مورين ك commensal9. نماذج اللافقاريات لداء المبيضات نشرها تشمل ديدان أسطوانية ايليجانس كاينورهابديتيس، الثمرة ذبابة melanogaster المورفولوجية، وواكسورم Galleria mellonella، على الرغم من المخاوف حول الخلافات الأساسية في الفسيولوجيا الأساسية، أعاقت درجات حرارة الجسم المضيف، وطرق التعرض على قبول واسع10،11.
وفي الآونة الأخيرة، اتخذ نموذج العدوى واكسورم ميلونيلا G. لنموذج القدرة الإمراضية لمجموعة واسعة من مسببات الأمراض البكتيرية والفطرية12،،من1314. مزايا هذا النموذج تشمل تكلفة منخفضة نسبيا، وزيادة الإنتاجية، وسهولة الاستخدام، وتقليل الشواغل الأخلاقية فيما يتعلق بالحيوانات اللبنة مقارنة بنماذج مورين. للباحثين، وهذا يترجم إلى زيادة القدرة على اختبار متعددة المتغيرات وفواصل الثقة أقوى والتجريب أكثر سرعة وتجاوز بروتوكولات الحيوان. زاي-ميلونيلا كانت بمثابة منصة لتقييم سرعة الفوعة المبيضة بعد اضطراب الجينات المطلوبة لتنظيم بيوفيلم تشكيل، وفيلامينتيشن، والجينات عبر يعزل السريرية11،15 ،16. أدرجت الدراسات الأخيرة تحقيق الفعالية المضادة للفطور استخدام mellonella زاي- تقييم الدوائية لنشاط المخدرات والمقاومة تحت في فيفو الإعدادات، وهي تتحدى خلاف ذلك ومضيعة للوقت 17،18. حتى الآن، قد تعقدت دراسات ضراوة المبيضة في ميلونيلا زاي- يقال أن ارتفاع مستويات التباين داخل التجارب وبروتوكولات غير متناسقة بين المجموعات البحثية التي تنتج تباين فوعة تعمل بين الفئران وواكسورمس11،،من1319،،من2021. هنا، فإننا مخطط بروتوكول ميلونيلا G. لتوحيد المبيضة العدوى، زيادة إمكانية تكرار نتائج التجارب الفوعة، وإثبات الاتساق مع دراسات تم وصفه مسبقاً من ضراوة في الفئران نماذج.
أظهرت الدراسات السابقة أن ينظم المبيضة التزاوج مثل نوع (MTL) موقعا على الكروموسوم 5 هوية الخلية والتزاوج اختصاص مماثلة إلى Saccharomyces cerevisiae وغيرها الفطريات أسكوميسيتي22. أن غالبية عزل المبيضة متخالف في محور MTL ، ترميز واحد من كل من MTL و MTLα الآليلات (MTL/α)، و عقيمة وبالتالي15، 23 , 24-فقدان واحد من الآليلات MTL من خلال فقدان هيتيروزيجوسيتي (لوه) أو طفرة يؤدي إلى متماثل MTL أو سلالات α MTLالتي يمكن أن تخضع لتبديل المظهرية من الدولة ‘أبيض’ عقيمة التزاوج المختصة في الدولة ‘معتمة’25. وقد أبرزت أعمال سابقة أن فقدان هيتيروزيجوسيتي MTL يقلل أيضا من ضراوة في نماذج موريني العدوى الجهازية عبر سلالة مختلفة الخلفيات26. هنا، نحن التفصيل نموذج ميلونيلا G. داء المبيضات نشرها باستخدام مجموعة تجريبية مماثلة وراثيا لتصور مساهمة هيتيروزيجوسيتي MTL بضراوة في ميلونيلا غ. نظهر أن التكوين MTL تتأثر القدرة الإمراضية المبيضة ، حيث كانت MTLα سلالات أقل ضراوة فيما يتعلق MTL/α و MTL الخلايا، مماثلة للنتائج التي توصل إليها ضمن نموذج العدوى موريني26.
Protocol
Representative Results
Discussion
نموذج واكسورم ميلونيلا G. تقف كأداة فعالة لتحليل سريع واستنساخه من ضراوة المبيضة . هذا البروتوكول مفصلاً يعتمد على التسليم متسقة من جرعة المعدية المحددة إلى نفس الموقع عبر دفعة يرقات. الجرعة المعدية تأثيراً عميقا على وفيات ميلونيلا G. بينما استخدام اليرقات بين وصولهم الأولى …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب تود أن تقر مساعدة واشنطن باميلا وأندرسون ليا في الحصول على Galleria mellonella لاستخدامها في هذه الدراسة.
Materials
| Galleria mellonella | Snackworms.com | Buy twice as many worms as expected to use | |
| 10 uL, Model 1701 N SYR Cemented needle, 26G, type 2 syringe | Hamilton | 80000 | |
| Petri dish, 100X15 mm, 500 pack | Fisher | FB0875712 | |
| Microcentrifuge tube, 1.7 mL, 500 pack | VWR | 87003-294 | |
| Phosphate Buffered Saline (Biotechnology grade), 500 mL | VWR | 97062-818 | |
| Ethanol absolute, ≥99.5% pure, 500 mL | Millipore Sigma | EM-EX0276-1S | |
| autoclaved ddH2O |
References
- Kauffman, C. A., et al. Prospective multicenter surveillance study of funguria in hospitalized patients. The National Institute for Allergy and Infectious Diseases (NIAID) Mycoses Study Group. Clinical Infectious Diseases. 30 (1), 14-18 (2000).
- Horn, D. L., et al. Epidemiology and outcomes of candidemia in 2019 patients: data from the prospective antifungal therapy alliance registry. Clinical Infectious Diseases. 48 (12), 1695-1703 (2009).
- Pfaller, M. A., Diekema, D. J. Epidemiology of invasive candidiasis: a persistent public health problem. Clinical Microbiology Reviews. 20 (1), 133-163 (2007).
- Sardi, J. C., Scorzoni, L., Bernardi, T., Fusco-Almeida, A. M., Mendes Giannini, M. J. Candida species: current epidemiology, pathogenicity, biofilm formation, natural antifungal products and new therapeutic options. Journal of Medical Microbiology. 62, 10-24 (2013).
- Segal, E., Frenkel, M. Experimental in Vivo Models of Candidiasis. J Fungi (Basel). 4 (1), (2018).
- Conti, H. R., Huppler, A. R., Whibley, N., Gaffen, S. L. Animal models for candidiasis. Current Protocols in Immunology. 105, 11-17 (2014).
- Heymann, P., et al. The siderophore iron transporter of Candida albicans (Sit1p/Arn1p) mediates uptake of ferrichrome-type siderophores and is required for epithelial invasion. Infection and Immunity. 70 (9), 5246-5255 (2002).
- Priest, S. J., Lorenz, M. C. Characterization of Virulence-Related Phenotypes in Candida Species of the CUG Clade. Eukaryotic Cell. 14 (9), 931-940 (2015).
- Savage, D. C., Dubos, R. J. Localization of indigenous yeast in the murine stomach. J Bacteriol. 94 (6), 1811-1816 (1967).
- Ewbank, J. J., Zugasti, O. C. elegans: model host and tool for antimicrobial drug discovery. Disease Models & Mechanisms. 4 (3), 300-304 (2011).
- Amorim-Vaz, S., Delarze, E., Ischer, F., Sanglard, D., Coste, A. T. Examining the virulence of Candida albicans transcription factor mutants using Galleria mellonella and mouse infection models. Frontiers in Microbiology. 6, 367 (2015).
- Harding, C. R., Schroeder, G. N., Collins, J. W., Frankel, G. Use of Galleria mellonella as a model organism to study Legionella pneumophila infection. Journal of Visualized Experiments. (81), e50964 (2013).
- Jacobsen, I. D. Galleria mellonella as a model host to study virulence of Candida. Virulence. 5 (2), 237-239 (2014).
- Tsai, C. J., Loh, J. M., Proft, T. Galleria mellonella infection models for the study of bacterial diseases and for antimicrobial drug testing. Virulence. 7 (3), 214-229 (2016).
- Hirakawa, M. P., et al. Genetic and phenotypic intra-species variation in Candida albicans. Genome Research. 25 (3), 413-425 (2015).
- Dunn, M. J., Kinney, G. M., Washington, P. M., Berman, J., Anderson, M. Z. Functional diversification accompanies gene family expansion of MED2 homologs in Candida albicans. PLoS Genetics. 14 (4), (2018).
- Astvad, K. M. T., Meletiadis, J., Whalley, S., Arendrup, M. C. Fluconazole Pharmacokinetics in Galleria mellonella Larvae and Performance Evaluation of a Bioassay Compared to Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry for Hemolymph Specimens. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 61 (10), (2017).
- Mesa-Arango, A. C., et al. The non-mammalian host Galleria mellonella can be used to study the virulence of the fungal pathogen Candida tropicalis and the efficacy of antifungal drugs during infection by this pathogenic yeast. Med Mycol. 51 (5), 461-472 (2013).
- Brennan, M., Thomas, D. Y., Whiteway, M., Kavanagh, K. Correlation between virulence of Candida albicans mutants in mice and Galleria mellonella larvae. FEMS Immunology and Medical Microbiology. 34 (2), 153-157 (2002).
- Fuchs, B. B., O’Brien, E., Khoury, J. B., Mylonakis, E. Methods for using Galleria mellonella as a model host to study fungal pathogenesis. Virulence. 1 (6), 475-482 (2010).
- Kavanagh, K., Fallon, J. P. Galleria mellonella larvae as models for studying fungal virulence. Fungal Biology Reviews. 24 (1-2), 79-83 (2010).
- Hull, C. M., Johnson, A. D. Identification of a mating type-like locus in the asexual pathogenic yeast Candida albicans. Science. 285 (5431), 1271-1275 (1999).
- Legrand, M., et al. Homozygosity at the MTL locus in clinical strains of Candida albicans: karyotypic rearrangements and tetraploid formation. Molecular Microbiology. 52 (5), 1451-1462 (2004).
- Lockhart, S. R., et al. In Candida albicans, white-opaque switchers are homozygous for mating type. Genetics. 162 (2), 737-745 (2002).
- Miller, M. G., Johnson, A. D. White-opaque switching in Candida albicans is controlled by mating-type locus homeodomain proteins and allows efficient mating. Cell. 110 (3), 293-302 (2002).
- Wu, W., Lockhart, S. R., Pujol, C., Srikantha, T., Soll, D. R. Heterozygosity of genes on the sex chromosome regulates Candida albicans virulence. Molecular Microbiology. 64 (6), 1587-1604 (2007).
- Herrero, A. B., et al. KRE5 gene null mutant strains of Candida albicans are avirulent and have altered cell wall composition and hypha formation properties. Eukaryotic Cell. 3 (6), 1423-1432 (2004).
- Hall, R. A., et al. The Mnn2 mannosyltransferase family modulates mannoprotein fibril length, immune recognition and virulence of Candida albicans. PLoS Pathogens. 9 (4), 1003276 (2013).
- Wojda, I. Immunity of the greater wax moth Galleria mellonella. Journal of Insect Science. 24 (3), 342-357 (2017).
- Bergin, D., Reeves, E. P., Renwick, J., Wientjes, F. B., Kavanagh, K. Superoxide production in Galleria mellonella hemocytes: identification of proteins homologous to the NADPH oxidase complex of human neutrophils. Infection and Immunity. 73 (7), 4161-4170 (2005).
- Lange, A., et al. Genome Sequence of Galleria mellonella (Greater Wax Moth). Genome Announcements. 6 (2), (2018).
- Krappmann, S. Lightning up the worm: How to probe fungal virulence in an alternative mini-host by bioluminescence. Virulence. 6 (8), 727-729 (2015).
- Chowdhary, A., Voss, A., Meis, J. F. Multidrug-resistant Candida auris: ‘new kid on the block’ in hospital-associated infections. Journal of Hospital Infection. 94 (3), 209-212 (2016).
- Delarze, E., Ischer, F., Sanglard, D., Coste, A. T. Adaptation of a Gaussia princeps Luciferase reporter system in Candida albicans for in vivo detection in the Galleria mellonella infection model. Virulence. 6 (7), 684-693 (2015).
