O Madagascar silvando barata como um modelo de animais não-mamíferos alternativo para investigar a eficácia da droga, patogenia e virulência

O uso de insetos como alternativos não-mamíferos de modelos animais para estudar a patogênese bacteriana e defesa inata do hospedeiro vem ganhando impulso nos últimos anos. Logisticamente, isto é devido ao seu custo relativamente barato e a facilidade na obtenção, manipulação e cuidar dos insetos em relação aos mamíferos. Existe também uma política regulamentar que regem o uso de insetos na investigação; Não é sujeita a alçada ou restrições estabelecidas por qualquer animal usam Agência Comitê ou governo. Insetos como modelos animais de substituto são particularmente aptos para estudos de rastreio abrangente para fatores de virulência, interações patógeno-hospedeiro e avaliações da eficácia de drogas antimicrobianas. Seu uso pode reduzir o número de mamíferos utilizados para a investigação, assim, superar alguns dos dilemas éticos inerentes à realização da experimentação animal ^1,2.

Insetos podem servir como anfitriões substituto porque há um alto grau de semelhança entre os sistemas imune inatas de insetos e mamíferos ^1,3. Ambos plasmatocytes insetos e mamíferos macrófagos fagocitam microorganismos ⁴. A contraparte inseto o neutrófilo é o hematócito ^5,6. Vias de explosão oxidativa intracelular no inseto e células de mamíferos são semelhantes; espécies reativas de oxigênio em ambos são produzidos pela ortólogos p47^phox e p67^phox proteínas ⁵. As cascatas de sinalização a jusante de receptores Toll em insetos e receptores Toll-like e interleucina-1 nos mamíferos também são notavelmente semelhantes; ambos resultam na produção de peptídeos antimicrobianos, tais como defensinas ⁷. Assim, os insetos podem ser utilizados para estudar gerais mecanismos imunes inatos que são compartilhados por metazoários.

Um inseto chamado Madagascar silvando barata do gênero Gromphadorhina, é uma das maiores espécies barata que existe, geralmente, atingindo 5 a 8 cm na maturidade. É nativo apenas para a ilha de Madagáscar e é caracterizada pelo som sibilante – faz um som que é produzido quando a Barata sibilante expele o ar através de aberturas respiratórias chamados espiráculos ⁸. O silvo característico serve como uma forma de comunicação social entre assobios baratas para namoro e agressão ⁹ e pode ser ouvido quando um macho é perturbado em seu habitat. O Madagascar silvando barata é movendo-se lento em comparação com a barata americana e outras espécies de pragas urbanas. É fácil de cuidar e se reproduzem; uma barata sibilante grávida pode produzir 20 a 30 filhotes por vez. Um bebê silvando barata, chamada uma ninfa, atinge a maturidade sexual em 5 meses depois, passando por 6 mudas e pode viver até 5 anos na natureza e em cativeiro ⁸.

Utilizamos o Madagascar silvando barata como um host de substituto para a infecção com patógenos intracelulares Burkholderia mallei, b. pseudomalleie b. thailandensis ^10,11. A virulência destes agentes patogénicos em assobios baratas foi comparada com sua virulência no modelo animal de referência por Burkholderia, o hamster sírio. Nós achamos que a dose letal de 50% (LD₅₀) de b. pseudomallei e b. mallei foi semelhante em ambos os modelos ¹¹. Curiosamente, b. thailandensis, embora avirulentas no modelo de roedor, é letal na barata sibilante ¹¹. Esta diferença em relação a infecção de b. thailandensis ressalta a utilidade do modelo Barata sibilante; B. thailandensis atenuantes mutantes podem ser resolvidos mais facilmente na barata sibilante do que em modelos de roedores. Além disso, como b. thailandensis é muitas vezes usado como organismo modelo para b. pseudomallei e b. mallei ^10,12,13, identificando atenuantes mutações nele poderia levam a destinos semelhantes em seus parentes mais virulentos.

Apesar da diferença de virulência do b. thailandensis na barata sibilante contra o hamster sírio, mutações em fatores de virulência crítica, tais como aquelas no sistema de secreção tipo 6-1 (T6SS-1), que são atenuantes em b. mallei e B. pseudomallei, são da mesma forma atenuantes para thailandensis b. ¹¹. O modelo de Barata sibilante é ainda mais validado em que individual T6SS mutantes (T6SS-2 T6SS-6) em b. pseudomallei, que não têm nenhuma influência na virulência em hamsters sírios, permanecem virulentos na sibilante baratas ¹¹. Assim, a Barata sibilante é um modelo animal substituto viável para as três espécies de Burkholderia . Recentemente, utilizamos a Barata sibilante como um modelo animal de substituto para examinar a eficácia de cloroquina a droga contra a malária (CLQ) contra Burkholderia infecção ¹⁰ e sua toxicidade.

Aqui, descrevemos a criação e os cuidados de Madagascar silvando barata e fornecer detalhes sobre como infectar este inseto com três espécies de Burkholderia . Além disso, ilustramos a Barata sibilante é um modelo substituto viável para estudar a virulência e a eficácia da droga em Burkholderia infecções e que ele provavelmente também pode servir como um host de substituto para outros patógenos bacterianos em estudos semelhantes.