Caractérisation fonctionnelle des carboxylestérases chez les mouches maison résistant aux insecticides, Musca Domestica

Résistance aux insecticides est actuellement un enjeu majeur du contrôle de la mouche de maison dans le monde^1,2. Efforts pour déterminer que le mécanisme de résistance aux insecticides permet de mieux comprendre cette question et de fournir ainsi des stratégies novatrices pour efficacement prévenir ou limiter la propagation de la résistance développement³. Carboxylestérases, comme l’une des enzymes de détoxication importants, ont attiré beaucoup d’attention pour leur rôle dans la séquestration et métabolisant les insecticides chez divers insectes^4,5,6. Notre étude précédente a identifié plusieurs carboxylestérases en mouches domestiques et leurs niveaux d’expression était non seulement constitutivement régulée dans la souche résistante de ALHF mais peut également être induite à la hausse des niveaux en réponse aux traitements de perméthrine⁷ . Toutefois, la caractérisation fonctionnelle de ces gènes carboxylestérase dans le métabolisme des insecticides reste à explorer.

Depuis le premier rapport au début des années 1980⁸, un système d’expression de gènes étrangers baculovirus a été largement employé en raison de son efficacité de production riche en protéines et protéines eucaryotes traitement capacités⁹. Ce système binaire est composé de deux éléments essentiels : le baculovirus recombinant construit des gènes étrangers dans les cellules de l’hôte et l’expression à grande échelle des protéines intéressées par les cellules infectées par des baculovirus recombinant. Ces dernières décennies, le système d’expression baculovirus médié cellulaire a été largement utilisé pour produire des milliers de protéines recombinantes, allant des enzymes cytosoliques aux protéines membranaires chez insecte et¹⁰des cellules mammifères. Notre étude précédente a exprimé avec succès plusieurs enzymes CYP450 dans des cellules d’insecte Sf9 avec ce système¹¹. Dans cette étude, nous avons construit un baculovirus recombinant carboxylestérase pour infecter des cellules d’insecte Sf9, explore la tolérance des lymphocytes de perméthrine différents traitements et à grande échelle exprimée carboxylestérase protéines in vitro pour fonctionnelle exploration. Au lieu d’enquêter sur des mélanges d’isozymes carboxylestérase multiples d’homogénats insectes tel qu’adopté par les précédentes études^12,13, ce système d’expression baculovirus insectes cellulaire permet l’expression spécifique et isolement des protéines ciblées pour une meilleure caractérisation de leurs propriétés biochimiques et structurales.

Le test de base de sels de tétrazolium (MTT) est une méthode colorimétrique de haut débit développé et optimisé pour mesurer la viabilité des cellules. Cette analyse est basée sur le mécanisme que seulement les cellules vivantes sont capables de métaboliser le réactif MTT de couleur jaune à un précipité de formazan couleur violet foncé, qui peut être analysé par colorimétrie après dissous dans des solvants organiques^{14, 15}. Plusieurs plus précis mais les méthodes fastidieuses, telles que le bleu Trypan exclusion et la thymidine titrage dosage^16,17, ont été développés ces dernières années. Cependant, le test MTT basés sur les cellules est encore actuellement reconnu comme la méthode la plus rapide et plus facilement exploités pour détecter rapidement la viabilité cellulaire. Ici, nous utilisons le test MTT pour explorer la tolérance des lymphocytes contre des traitements insecticides. La tolérance accrue des cellules lorsqu’elles sont infectées par la carboxylestérase baculovirus recombinant fortement prend en charge les rôles métaboliques des carboxylestérases aux insecticides, qui suggère à son tour leur implication dans la résistance aux insecticides.

En outre, un essai in vitro métabolique avec a été également menée dans cette étude. Par rapport aux dosages carboxylestérase générales qui utilisent des substrats communs tels que α-naphtyl acétate (α-NA) et β-naphtyl acétate (β-NA) afin de tenir compte des activités hydrolytiques des carboxylestérases, l’étude métabolique in vitro est considéré comme un moyen précis de mesurer directement les activités des carboxylestérases vers insecticides¹⁸. Cette méthode a été utilisée avec succès dans divers insectes, pour caractériser plusieurs cytochrome P450s en liaison avec l’insecticide résistance^11,19,20. Toutefois, cette méthode n’a pas encore été appliquée dans les études de la carboxylestérase. Avec la disponibilité de la carboxylestérase protéines produites par le système d’expression baculovirus-négociée, nous pouvons effectuer une étude métabolique in vitro des carboxylestérases vers permethrin, qui peut fournir plus de preuves solides de l’implication des carboxylestérases en conférant une résistance aux pyréthrinoïdes dans la maison d’oiseau.