डाह, रोगजनन, और दवा प्रभावकारिता की जांच करने के लिए एक वैकल्पिक गैर स्तनधारी पशु मॉडल के रूप में मेडागास्कर सिसकारी तिलचट्टा
Summary
हम बैक्टीरियल डाह, रोगजनन, ड्रग विषाक्तता, दवा प्रभावकारिता, और सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया अध्ययन का संचालन करने के लिए एक वैकल्पिक गैर स्तनधारी पशु मॉडल के रूप में मेडागास्कर सिसकारी तिलचट्टा का उपयोग करने के लिए एक प्रोटोकॉल पेश करते हैं ।
Abstract
जन्मजात प्रतिरक्षा के कई पहलुओं स्तनधारियों और कीड़ों के बीच संरक्षित कर रहे हैं । एक कीट, मेडागास्कर जीनस Gromphadorhina से सिसकारी तिलचट्टा , डाह के अध्ययन के लिए एक वैकल्पिक पशु मॉडल के रूप में उपयोग किया जा सकता, मेजबान-रोगज़नक़ संपर्क, सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया, और दवा प्रभावकारिता । सिसकारी तिलचट्टा के पालन, देखभाल और प्रजनन के लिए विवरण प्रदान की जाती हैं । हम यह भी वर्णन कैसे यह ऐसे intracellular रोगजनकों के रूप में बैक्टीरिया से संक्रमित किया जा सकता है Burkholderia mallei, बी pseudomallei, और बी thailandensis। सिसकारी तिलचट्टा का उपयोग सस्ती है और नियामक अनुसंधान में स्तनधारियों के उपयोग से निपटने के मुद्दों पर काबू । इसके अलावा, सिसकारी तिलचट्टा मॉडल का उपयोग कर पाया परिणाम प्रतिलिपि और स्तनधारी मॉडल का उपयोग कर प्राप्त उन लोगों के लिए इसी तरह के हैं । इस प्रकार, मेडागास्कर सिसकारी तिलचट्टा एक आकर्षक किराए की मेजबानी का पता लगाया जाना चाहिए कि जब पशु अध्ययन का आयोजन का प्रतिनिधित्व करता है ।
Introduction
जीवाणु रोगजनन और सहज मेजबान रक्षा का अध्ययन करने के लिए वैकल्पिक गैर-स्तनधारी पशु मॉडलों के रूप में कीड़ों का उपयोग हाल के वर्षों में गति प्राप्त कर रहा है । रसद, यह उनके अपेक्षाकृत सस्ती लागत और प्राप्त करने में आसानी, हैंडलिंग, और स्तनधारियों की तुलना में कीड़ों की देखभाल करने के लिए कारण है । अनुसंधान में कीड़ों के उपयोग को नियंत्रित करने वाली कोई विनियामक नीति भी नहीं है; यह किसी भी पशु उपयोग समिति या सरकारी एजेंसी द्वारा उल्लिखित दायरे या प्रतिबंधों के अधीन नहीं है । सरोगेट पशु मॉडल के रूप में कीड़े विशेष रूप से डाह कारकों, मेजबान रोगज़नक़ बातचीत के लिए व्यापक स्क्रीनिंग अध्ययन के लिए उत्तरदाई हैं, और विरोधी माइक्रोबियल दवा प्रभावकारिता के आकलन । उनके उपयोग अनुसंधान जिससे नैतिक पशु प्रयोग 1के संचालन के लिए निहित दुविधाओं में से कुछ पर काबू पाने के लिए इस्तेमाल स्तनधारियों की संख्या को कम कर सकते है,2।
कीड़े सरोगेट मेजबान के रूप में सेवा कर सकते है क्योंकि वहां कीड़ों और स्तनधारी 1,3के सहज प्रतिरक्षा प्रणाली के बीच समानता के एक उच्च डिग्री है । दोनों कीट plasmatocytes और स्तनधारी मैक्रोफेज phagocytose सूक्ष्मजीवों 4। न्युट्रोफिल के लिए कीट समकक्ष hemocyte 5,6है । Intracellular oxidative कीट और स्तनधारी कोशिकाओं में फट रास्ते समान हैं; दोनों में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों orthologous p47phox और p67phox प्रोटीन 5द्वारा उत्पादित कर रहे हैं । सिग्नलिंग कैस्केडिंग कीटों और Interleukin-1 में टोल रिसेप्टर्स के बहाव की तरह, स्तनधारियों में भी उल्लेखनीय समान हैं; रोगाणुरोधी पेप्टाइड्स के उत्पादन में दोनों परिणाम, जैसे defensins 7. इस प्रकार, कीड़ों सामांय जंमजात प्रतिरक्षा तंत्र है कि metazoans द्वारा साझा कर रहे है अध्ययन का उपयोग किया जा सकता है ।
एक कीट जीनस Gromphadorhina से मेडागास्कर सिसकारी तिलचट्टा कहा जाता है , आम तौर पर परिपक्वता पर 5 से 8 सेमी तक पहुंचने, मौजूद है कि सबसे बड़ी तिलचट्टा प्रजातियों में से एक है । यह केवल मेडागास्कर के द्वीप के लिए देशी है और यह बनाता है सिसकारी ध्वनि की विशेषता है-एक ध्वनि है कि जब सिसकारी तिलचट्टा spiracles 8बुलाया श्वसन उद्घाटन के माध्यम से हवा को निष्कासित कर देता है का उत्पादन किया है । विशिष्ट फुफकार अदालत और आक्रामकता के लिए सिसकारी तिलचट्टे के बीच सामाजिक संचार के एक फार्म के रूप में कार्य करता है 9 और सुना जा सकता है जब एक पुरुष अपने निवास स्थान में परेशान है । मेडागास्कर सिसकारी तिलचट्टा धीमी गति से अमेरिकी तिलचट्टा और अंय शहरी कीट प्रजातियों की तुलना में बढ़ रहा है । यह और नस्ल के लिए देखभाल करने के लिए आसान है; एक गर्भवती सिसकारी तिलचट्टा एक समय में 20 से 30 वंश का उत्पादन कर सकते हैं । एक बच्चा सिसकारी वाला कॉकरोच, जिसे एक अप्सरा कहा जाता है, 6 molts के दौर से गुजरने के बाद 5 महीने में यौन परिपक्वता पर पहुंच जाता है और 5 साल तक दोनों दरिंदों में और कैद 8में रह सकता है.
हम intracellular रोगजनकों के साथ संक्रमण के लिए एक किराए की मेजबानी के रूप में मेडागास्कर सिसकारी तिलचट्टा का उपयोग किया है Burkholderia mallei, बी pseudomallei, और बी thailandensis 10,11। सिसकारी तिलचट्टे में इन रोगजनकों के डाह बेंचमार्क पशु मॉडल में उनके डाह के लिए की तुलना में था Burkholderia, सीरियाई हंसटर । हमने पाया है कि ५०% घातक खुराक (LD५०) b. pseudomallei और mallei के दोनों मॉडलों में समान था 11. मजे की बात तो यह है कि बी thailandensis, हालांकि कुतर मॉडल में avirulent की सिसकारी कॉकरोच 11में घातक है । B. thailandensis संक्रमण के संबंध में यह अंतर सिसकारी तिलचट्टा मॉडल की उपयोगिता को रेखांकित करता है; B. thailandensis क्षीणन म्यूटेंट को कुतर मॉडलों की तुलना में सिसकारी वाले कॉकरोच में अधिक आसानी से सुलझाया जा सकता है । इसके अलावा, के रूप में बी thailandensis अक्सर pseudomallei और b. mallei के लिए मॉडल जीव के रूप में इस्तेमाल किया है 10,12,13, यह में क्षीणन उत्परिवर्तन की पहचान कर सकता है अपने अधिक विषमय रिश्तेदारों में इसी तरह के लक्ष्य के लिए सीसा ।
डाह में बी. thailandensis की सिसकारी में अंतर के बावजूद सीरियाई हंसटर बनाम, महत्वपूर्ण डाह कारकों में उत्परिवर्तनों, प्रकार में उन के रूप में 6 स्राव प्रणाली-1 (T6SS-1) है, जो बी mallei में तनु कर रहे है और बी pseudomallei, इसी तरह बी thailandensis 11के लिए क्षीणन कर रहे हैं । सिसकारी तिलचट्टा मॉडल में आगे मांय है कि व्यक्तिगत T6SS म्यूटेंट (T6SS-2 से T6SS-6) में बी pseudomalleiहै, जो सीरियाई हंसटर में डाह पर कोई असर नहीं है, में रहने विषमय सिसकारी तिलचट्टे 11। इस प्रकार, सिसकारी तिलचट्टा तीन Burkholderia प्रजातियों के लिए एक व्यवहार्य सरोगेट पशु मॉडल है । हम हाल ही में एक किराए की पशु मॉडल के रूप में सिसकारी तिलचट्टा का उपयोग करने के लिए विरोधी मलेरिया दवा क्लोरोक्वीन (CLQ) Burkholderia संक्रमण 10 और उसके विषाक्तता के खिलाफ की प्रभावकारिता की जांच ।
यहाँ, हम मेडागास्कर सिसकारी तिलचट्टा के पालन और देखभाल का वर्णन और तीन Burkholderia प्रजातियों के साथ इस कीट को संक्रमित करने के लिए कैसे पर विवरण प्रदान करते हैं । इसके अलावा, हम वर्णन है कि सिसकारी तिलचट्टा एक व्यवहार्य किराए के लिए डाह और Burkholderia संक्रमण में दवा प्रभावकारिता का अध्ययन मॉडल है और यह संभावना भी इसी तरह के अध्ययन में अंय जीवाणु रोगजनकों के लिए एक किराए की मेजबानी के रूप में सेवा कर सकते हैं ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इष्टतम प्रयोगात्मक शर्तों एक स्वस्थ सिसकारी तिलचट्टा कॉलोनी है, जो एक ंयूनतम लेकिन लगातार समय प्रतिबद्धता की आवश्यकता के साथ शुरू करते हैं । हालांकि सिसकारी तिलचट्टे समय की एक अपेक्षाकृत लंबी अवधि क…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
जे. के. Chua, एनए फिशर, डी. DeShazer और पूर्वान्ह Friedlander पांडुलिपि में वर्णित प्रक्रियाओं को तैयार किया । जे. के. Chua, एनए फिशर, S.D. Falcinelli और डी. DeShazer ने प्रयोगों का प्रदर्शन किया. जे Chua ने पांडुलिपि लिखी ।
लेखक यहोशू जे डब्ल्यू रोआँ, नोरा डी. डॉयल, निकोलस आर कार्टर और स्टीवन ए Tobery उत्कृष्ट तकनीकी सहायता और डेविड पी Fetterer और सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए स्टीवन जे सर्द के लिए धंयवाद ।
इस कार्य में रक्षा खतरा न्यूनीकरण एजेंसी के प्रस्ताव का समर्थन किया गया #CBCALL12-THRB1-१-0270 को ए. एम. एफ और #CBS. MEDBIO. 02.10. RD. 034 to D.D.
राय, व्याख्या, निष्कर्ष, और सिफारिशें लेखकों की उन है और जरूरी अमेरिकी सेना द्वारा समर्थन नहीं कर रहे हैं ।
इस प्रकाशन की सामग्री जरूरी विचारों या रक्षा विभाग की नीतियों को प्रतिबिंबित नहीं करता है, न ही व्यापार के नाम का उल्लेख करता है, वाणिज्यिक उत्पादों, या अमेरिकी सरकार द्वारा समर्थन मतलब संगठनों ।
Materials
| Madagascar hissing cockroach |
Carolina Biological Supply Co, Burlington, NC | 143668 | |
| Kibbles n Bits, any flavor | Big Heart Pet Brands, San Francisco, CA | UPC #079100519378 | |
| Snap on disposable plastic containers or equivalent | Rubbermaid, Huntersville, NC | UPC #FG7F71RETCHIL | |
| Screw on disposable plastic containers or equivalent | Rubbermaid, Huntersville, NC | UPC #FG7J0000TCHIL | |
| Tridak STEPPER series repetitive pipette | Dymax Corporation www.dymax.com |
T15469 | |
| Syringe (1 mL) | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 309659 | |
| Needle (26 or 27G x 1/2) | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 305109, 305111 | |
| Chloroquine diphosphate | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | C6628 | |
| Phosphate buffered saline | Gibco/ Thermo Fisher Scientific, Gaithersburg, MD | 10010023 | |
| Difco Luria- Bertani (Lennox) | Becton Dickinson, Sparks, MD | 240230 | |
| Agar | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | A1296 | |
| Glycerol | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | G6279 |
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