La cucaracha que silba como un modelo alternativo de animales no mamíferos para investigar la eficacia de la droga, virulencia y patogenia de Madagascar

El uso de insectos como alternativa no mamíferos modelos animales para estudiar la patogenesia bacteriana y defensa del huésped natural ha ido ganando ímpetu en los últimos años. Logísticamente, esto es debido a su costo relativamente barato y la facilidad en la obtención, manejo y cuidado de insectos en comparación con los mamíferos. También no hay ninguna normativa que rige el uso de insectos en la investigación; no está sujeto a la competencia o restricciones establecidas por cualquier animal usan Comité o agencia gubernamental. Los insectos como modelos animales sustituto son particularmente susceptibles a los estudios de proyección integral de factores de virulencia, interacciones huésped-patógeno y evaluaciones de eficacia de los medicamentos antimicrobianos. Su uso puede reducir el número de mamíferos usados para la investigación de tal modo superar algunos de los dilemas éticos inherentes a la realización de los experimentos con animales ^1,2.

Insectos pueden servir como anfitriones de suplente porque hay un alto grado de compatibilidad entre los sistemas inmunitarios innatos de insectos y mamíferos ^1,3. Plasmatocitos insectos y mamíferos macrófagos fagocitar microorganismos ⁴. La contraparte de insectos para el neutrófilo es el hemocyte ^5,6. Caminos del estallido oxidativo intracelular en insectos y células de mamífero son similares; especies reactivas de oxígeno en ambos se producen por orthologous p47^phox y p67^phox proteínas ⁵. Las cascadas de señalización aguas abajo de receptores Toll en insectos y receptores tipo Toll y de interleukin-1 en los mamíferos también son notablemente similares; ambos resultan en la producción de péptidos antimicrobianos, como defensinas ⁷. Así, los insectos pueden ser utilizados para estudio general mecanismos inmunes innatos que son compartidos por metazoarios.

Un insecto llamado la cucaracha del género Gromphadorhina, que silba de Madagascar es uno de la especie de cucaracha más grande que existe, alcanzando por lo general 5 a 8 cm en la madurez. Es nativo solamente a la isla de Madagascar y se caracteriza por el silbido que hace – un sonido que se produce cuando la cucaracha silbante expulsa aire a través de orificios respiratorios llamados espiráculos ⁸. El silbido distintivo sirve como una forma de comunicación social entre los silbidos de las cucarachas para el cortejo y la agresión ⁹ y se oye cuando un hombre está perturbado en su hábitat. La cucaracha que silba de Madagascar se mueve lento en comparación con la cucaracha americana y otras especies de plagas urbanas. Es fácil de cuidar y criar; una cucaracha silbante embarazada puede producir 20 a 30 crías a la vez. Un bebé silbido cucaracha, llamada ninfa, alcanza la madurez sexual en 5 meses después de sufrir 6 mudas y pueden vivir hasta 5 años en el salvaje y en cautiverio ⁸.

Hemos utilizado la Madagascar cucaracha que silba como anfitrión sustituto para la infección con los patógeno intracelulares mallei de Burkholderia, pseudomallei del B.y B. thailandensis ^10,11. La virulencia de estos patógenos en silbar las cucarachas se comparó con su virulencia en el modelo animal de referencia de Burkholderia, el hámster sirio. Se encontró que la dosis letal (LD₅₀) de 50% del pseudomallei del B. y B. mallei fue similar en ambos modelos con ¹¹. Curiosamente, B. thailandensis, aunque insipidez en el modelo de roedor, es letal en la cucaracha silbante ¹¹. Esta diferencia con respecto a la infección de B. thailandensis subraya la utilidad del modelo cucaracha silbante; B. thailandensis atenuando a mutantes puede resolverse más fácilmente en la cucaracha silbante que en modelos de roedores. Además, como B. thailandensis se utiliza a menudo como el organismo modelo para el pseudomallei del B. y B. mallei ^10,12,13, identificación de atenuación mutaciones en él podría conducir a objetivos similares en sus parientes más virulentos.

A pesar de la diferencia en la virulencia de B. thailandensis en la cucaracha silbante versus el hámster sirio, mutaciones en factores de virulencia importantes, como los de la tipo 6 secreción sistema 1 (T6SS-1), que son atenuantes de B. mallei y Pseudomallei del B., son semejantemente atenuantes para B. thailandensis ¹¹. El modelo de cucaracha silbante se valida más que individuales T6SS mutantes (T6SS-2 T6SS-6) en el pseudomallei del B., que no influyen en la virulencia en hámsteres sirios, siendo virulentos en el silbido de las cucarachas ¹¹. Así, la cucaracha silbante es un modelo animal sustituto viable para las tres especies de Burkholderia . Recientemente se utilizó la cucaracha silbante como un modelo animal de sustituto para examinar la eficacia de la cloroquina fármaco antipalúdico (CLQ) contra Burkholderia infección ¹⁰ y su toxicidad.

Aquí, describimos la crianza y el cuidado de la Madagascar cucaracha que silba y proporcionar detalles sobre cómo infectar este insecto con tres especies de Burkholderia . Además, nos ilustran que la cucaracha silbante es un modelo sustituto viable para el estudio de virulencia y eficacia de los medicamentos en Burkholderia infecciones y que es probable que también puede servir como anfitrión sustituto para otros patógenos bacterianos en estudios similares.