Istituzione dell'infezione virale e analisi dell'interazione ospite-Virus in Drosophila Melanogaster

Emergenti di infezioni virali, soprattutto da arbovirus, come la Chikungunya virus¹, il virus Dengue, la febbre gialla virus² e ilvirusdi Zika³, sono state un’enorme minaccia per la salute pubblica di causare pandemie ⁴. così, una migliore comprensione dell’interazione virus-ospite è diventato sempre più importante per il controllo delle epidemie e trattamento di malattie virali negli esseri umani. Per questo obiettivo, è necessario stabilire modelli più appropriati ed efficaci per studiare i meccanismi alla base di infezione del virus.

Moscerino della frutta, Drosophilamelanogaster (d. melanogaster), fornisce un potente sistema per studiare l’interazione virus-ospite^5,6 e ha dimostrato di essere uno dei modelli più efficienti per lo studio di malattie virali umane^{7 , 8 , 9}. antivirale altamente conservato segnalazione percorsi e strumenti genetici incomparabile rendono vola un grande modello per produrre risultati significativi con reali implicazioni per gli studi umani di antivirali. Inoltre, mosche sono facile e poco costoso da mantenere in laboratorio e sono convenienti per lo screening su larga scala di nuovi fattori di regolazione^6,10 il virus e l’host durante l’infezione.

Quattro importanti vie antivirale altamente conservate (ad es., il RNA interference (RNAi) via¹¹, la via JAK-STAT¹², il pathway di NF-κB e l’autofagia via¹³) sono ben studiati in Drosophila negli ultimi anni⁶. La via di RNAi è un ampio meccanismo antivirale che può sopprimere la maggior parte dei generi di virus infezione^6,14. Interruzione di questa via di mutazione nei geni come Dicer-2 (Dcr-2) o 2 Argonaute (AGO2) può portare a maggiore virus titolo e host mortalità^15,16,17. La via JAK-STAT è stata implicata nel controllo dell’infezione da un virus della famiglia Dicistroviridae e famiglia Flaviviridae negli insetti, ad es., Drosophila C virus (DCV) mosche¹⁶ e virus del Nilo occidentale (WNV) e il Virus della Dengue nel zanzara^18,19. Il pedaggio di Drosophila (omologo al pathway di NF-κB umano) e i percorsi di immunodeficienza (IMD) (simile alla via n-f-κB e TNF umana) sono entrambi coinvolti nella difesa virus invasione^{20,21, 22}. l’autofagia è un altro meccanismo conservato coinvolti nella regolazione dell’infezione virale, che è ben caratterizzato in Drosophila^23,24. Così, identificazione di nuovi fattori regolatori di questi meccanismi e dissezione diafonia tra questi antivirali di segnalazione e altri percorsi biologici, come il metabolismo, invecchiamento, reazione neurale e così via, possono essere facilmente impostati in Drosophila sistema.

Anche se più affermati modelli infettive virali in Drosophila sono indotte da virus a RNA, infezione dall’invertebrato iridescente Virus 6I (IV-6) e virus di Kallithea hanno dimostrato il potenziale per lo studio di virus a DNA in mosche^{25, 26}. Inoltre, il virus può anche essere modificato per consentire infezione di Drosophila, come il virus dell’influenza⁹. Questo ha notevolmente ampliato l’applicazione della piattaforma di screening di Drosophila . In questa procedura, usiamo DCV come esempio per descrivere come sviluppare un sistema virale infettivo in drosofila. DCV è un virus a RNA incagliato singolo senso positivo di circa 9300 nucleotidi, codifica 9 proteine²⁷. Come agente patogeno naturale di d. melanogaster, DCV è considerato come un virus adatto per studiare fisiologici, comportamentali e basale risposta immunitaria durante host-virus interazione e co-evoluzione²⁸. Inoltre, il tasso di mortalità rapida dopo l’infezione in wild-type mosche rende DCV utile alla schermata per geni resistenti o sensibili nel host²⁹.

Tuttavia, ci sono diversi aspetti di preoccupazione quando si studia le infezioni virali in drosofila. Ad esempio, batteri simbiotici Wolbachia hanno una capacità di inibire un ampio spettro di proliferazione di virus a RNA in Drosophila e zanzara^30,31,32. Dati recenti indicano un possibile meccanismo in cui Wolbachia blocchi Sindbis virus (SINV) l’infezione attraverso il upregulation della metiltransferasi Mt2 espressione in host³³. Inoltre, il background genetico degli insetti è critico per l’infezione virale. Per esempio, il polimorfismo naturale nel gene, pastrel (pst), determina la suscettibilità all’infezione di DCV in Drosophila^34,35, mentre i loci di Ubc-E2H e CG8492 sono coinvolti in Flock house virus (FHV) infezione, rispettivamente³⁶e virus di paralisi di Cricket (CrPV).

I particolari modi per stabilire l’interazione virus-ospite in mosche, devono essere scelti secondo scopi di ricerca come ad esempio uno schermo ad alta produttività per componenti cellulari di host in Drosophila cella linee^37,38, orale infezione di studiare la risposta antivirale specifica gut^22,39,40, ago che pungono^41,42 o nano-iniezione passando le barriere epiteliali per stimolare immunitario sistemico risposte. Nano-iniezione può controllare con precisione la dose virale per indurre una reazione controllata di antivirale e una lesione fisiologico⁴³, garantendo così un’elevata riproducibilità sperimentale⁴⁴. In questo studio, descriviamo un metodo di nano-iniezione per studiare le interazioni virus-ospite in Drosophila, evidenziando l’importanza di effetti di sfondo dei mosche.