무혈 인공 식단을 배합하여 아노헬레스 모기를 포로로 먹이는 프로토콜이 제시됩니다. 이 규정식은 척추동물 혈액에 유사한 성과가 있고 난족증과 계란 성숙을 시작하고 실행 가능한 성인 자손을 일으킵니다.
말라리아 연구는 포로에 있는 모기(Anopheles 종)를 위한 대규모 사육 그리고 생산 조건을 요구합니다. 모기의 지속 가능하고 신뢰할 수있는 생산은 현재 신선한 척추 동물 혈액의 공급에 의해 억제된다. 혈액에 대한 대안은 혈액 공급 곤충에 의해 전달되는 말라리아 및 기타 벡터 매개 질병에 대한 효율적인 제어 전략을 촉진하는 데 필요합니다. 이 점을 염두에 두고 인공 액체 식단은 신선한 척추 동물 혈액의 대체품으로 공식화되었습니다. 본 명세서에서 우리는 혈액과 유사한 수유율을 제공하고 신선한 척추동물 혈액 식사의 생리적 효과를 모방하는 무혈액 인공 액체 식단을 보고합니다. 규정식은 Anopheles 모기의 난소 그리고 계란 성숙을 유도하고 또한 기능성 성인의 좋은 애벌레 생존 그리고 발달을 일으킵니다. 무혈 액체 식단은 포로생활에서 지속 가능한 모기 사육을 향한 중요한 진전이며 모기 식민지의 유지 보수 비용을 줄이고 신선한 척추 동물 혈액의 필요성을 제거할 것입니다.
벡터 매개 질병은 전 세계적으로 수백만 명의 인간에게 영향을 미치고 매년 수백만 명의 사망을 초래합니다. 그(것)들은 감염된 호스트에게서 혈액을 먹을 때 취득한 질병 생성 미생물 (원생 동물, 바이러스)에 감염된 곤충에 의해 전달됩니다. 이어서, 감염된 벡터는 다음 혈액 식사 동안 새로운 숙주에게 병원체를 전달할 것이다. 말라리아는 Anopheles 모기의 몇몇 다른 종에 의해 전달되고 세계 인구의 40%에 영향을 미치는 치명적인 벡터 품어진질병입니다 1. 말라리아 protist 기생충은 400,000의 죽음 이상 에 책임 있고, 그 중 대부분은 5 세 이하 아이들입니다 (세계 보건 기구). 암컷 아노필레스 모기는 척추동물 혈액을 먹을 때 인간과 다른 동물 사이에 플라스모듐 속의 말라리아 기생충을 전달하며, 계란 생산 및 발달에 필요한단계2.
말라리아 및 기타 신흥 치명적인 모기 벡터 매개 질병의 박멸을위한 현재의 전략은 곤충에서 사육 된 많은 모기의 야생으로 방출을 포함하는 혁신적인 모기 제어 전략3,4,5의개발에 의존합니다. 그러나, 중요한 제한 요인은 효과적인 모기 사육 및 사육을 위한 신선한 혈액의 공급에 의존합니다. 척추 동물 혈액의 가변 구성은 모기 불임과 자손 적당에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 포로 사육 식민지의 신뢰성과 지속 가능성을 제한 할 수 있습니다. 모기 방출 및 통제 프로그램은 대규모 모기 생산 시스템과 대량의 척추 동물 혈액의 정기적 인 공급을 필요로한다. 이것은 모기 생산에 대한 주요 장애물이며 살아있는 동물의 사용과 관련된 일련의 윤리적 문제와 관련 까다로운 안전 규정으로 인한 물류 제한문제를 제기합니다. 이것은 모기 식민지의 유지 보수 및 보안의 비용을 높게 만들고 말라리아의 위협이 훨씬 더 큰 저소득 국가에서 특히 현재 모기 사육 관행의 지속 가능성에 도전합니다.
최근 연구는 척추동물 혈액식사를 모방하는 혈액대체제의 개발에 초점을 맞추고 있으나, 지금까지는6, 7,8,9에한정된 성공만이뤄지고있다. 성공적인 인공 식단은 (1) 전체 여성 모기 engorgement을 자극할 필요가 있고, (2) 트리거 vitellogenin 생산, (3) 실행 가능한 계란의 큰 배치를 생산하고, (4) 히스 자손10을생성한다. 또한, 인공 식단은 표준 구성을 가지고 있으므로 연구 및 제어 목적으로 모기의 생산을 위해 더 신뢰할 수 있습니다. 성공적인 무혈 식단은 Aedes 모기 (곤잘레스와 한센11에의해 검토됨)를 위해 개발되었지만 Anopheles spp. 기존 인공 식단에는 파고 자극제 (예 : ATP10),계란 성숙을위한 단백질 공급원6,12,탄수화물이 에너지의 원천으로, 아미노산 (aa)은 13 가지 의 원천이며, 아미노산 (aa)은13 가지 의 주요 생산 인자입니다. 인공 혈액 무료 다이어트 또한 콜레스테롤을 제공 해야15,계란 생산을 향상 시키는. 여기에서 우리는 여성 Anopheles 모기를 위한 인공 적인 무혈 식단을 설명하고 고품질 척추동물 혈액 식사에 일관되고 동등한 성과를 가지고 있다는 것을 보여줍니다.
우리의 제형무혈 식단의 성공은 i-liq_diet 첨가된 모든 성분(설탕, 아미노산, 비타민 및 미량 원소가 풍부함)의 상승작용적 생리적 효과의 결과일 가능성이 높습니다: BSA (단백질 공급원), ATP (식균제) 및 콜레스테롤(지질 공급원). 개별 성분을 단독으로 liq_diet 보충하는 것은 계란 생산을 자극하는 데 효과적이지 않았다 (데이터는 도시되지 않음). 프로토콜의 한 가지 단점은 콜레스테롤과 같은 일부 구성 요소의 비용일 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 곤충이19를 합성 할 수 없기 때문에 이 분자는 절지동물20에서노른자 합성 및 계란 성숙을 조절하는 ecdysteroid 호르몬의 전구체입니다. 콜레스테롤의 낮은 금액은 비용을 절감 하 고 인공 다이어트의 혜택을 증가 의 목적으로 필요한 수량을 최적화 하기 위해 테스트 해야 합니다.
방법의 또 다른 제한은 인공 식단이 재고 용액에서 신선하게 준비되어야한다는 것입니다. 미래에 우리의 공식화 된 식단은 Aedes aegypti 모기(21)의인공 혈액 식사 대체물인 SkitoSnackt와 유사한 건조 된 힘으로 준비 될 수 있습니다.
필요한 영양소를 공급하는 것 외에도, 인공 식사는 척추 동물신선한 혈액을 먹을 때와 같은 방식으로 먹이를 여성 모기를 유치하고 자극해야합니다. 본 명세서에 기재된 인공 무혈 식단은 척추동물 혈액 공급 군에 비해 완전히 응고된 여성 모기의 20% 증가를 초래하였다. 인공 식단이 신선한 혈액보다 모기에 더 매력적이고 매력적임을 확인하기 위해 olfactometer를 사용하여 이 간접적인 매력 측정을 더 명확히 할 수 있습니다.
유충 사망률에 대한 식단의 가장 큰 영향은 혈액에 공급된 모기에서 파생된 애벌레에 대해 관찰되었으며, 이는 안정적인 구성의 인공 식단이 신선한 혈액에 비해 사망률을 감소시키고 모기 번식 성공을 개선하는 데 기여할 수 있음을 시사합니다. 혈액 식사의 덜 예측 가능한 결과는 조성물17의 숙주 변화와 모기생리학(22)을방해할 수 있는 분자의 혈액에서의 존재로부터 발생할 수 있다. 앞의 사실은 신선한 혈액이없는 식단의 고품질 모기 사육의 장점을 강조합니다.
전반적으로 우리의 연구에서 마련된 계란의 평균 수는 일부 곤충에서 보고된 계란에 비해 낮았지만, 평균 난자 수는 인간의 혈액에 공급된 A. 감비아 실험실 사육 균주(22.6±5.5 난자/암컷)와 비교하였다. 신선한 혈액이나 인공 식에 먹이는 실험그룹(표 2)에서는인공 멤브레인 공급 시스템을 공식화한 식단으로 구현하는 것만으로도 아노페레스 모기 식민지를 유지 및 전파하기에 충분하다는 통계적 차이가 관찰되지 않았습니다.
인공 혈액이 없는 식사는 Aedes 식민지22를유지할 수 있지만, 아노헬레스 모기에 적용하면 제한적이거나 성공하지 못했다11. 최근, Anopheles 모기에 대 한 플라즈마 기반 인공 식사 설명했다 24 하지만 먹이 속도 및 생식 잠재력낮은. 우리의 결과는 우리의 공식화 된 r-liq_diet 표준 척추 동물 혈액 식사보다 유사하거나 더 나은 성능을 가지고 있기 때문에 최첨단 (곤잘레스와 한센11에의해 검토)에서 상당한 발전을 나타냅니다. 스토리지 안정성과 비용에 대한 추가 개선은 응용 프로그램의 범위를 넓히어야 합니다.
The authors have nothing to disclose.
우리는 아노라 로페스 (IHMT-NOVA 동물 시설) 기술 지원에 감사드립니다, 조아나 고메스와 아나 카타리나 알베스 (IHMT-NOVA 곤충 시설) 아노헬레스 모기 식민지를 유지. 빌과 멜린다 게이츠 재단 (OPP1138841), Fundação 파라 Ciência e Tecnologia (UID / 멀티 / 04413/201, UID / 멀티 / 04326 / 2013, SFRH / BPD / 89811/2012, CEECIND/2012).
Adenosine 5'-triphosphate (ATP) disodium salt hydrate | Sigma Aldrich | A2383 | |
BSA-Bovine Serum Albumin | Sigma Aldrich | A790G | |
Cholesterol | MP Biomedicals | 199342 | |
Dulbecco's modified Eagle's medium (high glucose with L-glutamine) | Lonza Bioscience | BE12-604F | |
Entellan mounting medium | Merck | 1079610100 | |
Glassfeeder | Local glazier | by design | |
Heparin Sodium Salt | Pan Reac AppliChem | A3004,0001 | |
Imalgène 1000 | Merial, Portugal | 01MER122 | |
Needle 20 G x 1" 0.9 x 25 mm needle | Terumo Europe | NN-2025R | |
Parafilm | Sigma Aldrich | P6543-1EA | |
Rompun | Bayer, Portugal | 7427831 | |
Sterilization Millex-HV 0,45 | Millipore | SLHVR25KS | |
Syringe, 1ml, 27 G x ½" 0.4 x 12 mm needle | Terumo Europe | BS-NIN2713 | |
Teich Mix Astra Pond | Astra | 4030733100957 | |
Tetra Goldfish Flakes | Tetra | 4004218742642 |