Protokoller geliştirme yeni sınıflar, larvicides, adulticides ve endectocides olarak olgunlaşmamış ve yetişkin sivrisinekler için kimyaları toksisitesi değerlendirmek için açıklanmıştır. Tek-noktaya doz ve sonraki değerlendirme toksisite temas belirlemek için doz yanıt tahlil veya sindirim yoluyla birden fazla kimyaları yüksek üretilen iş test iletişim kurallarını etkinleştir.
Böcek öldürücüler yeni sınıflar eylem roman modlarıyla Zika, Dang ve sıtma gibi hastalıkları iletimi sivrisinek böcek ilacı dayanıklı nüfus kontrol etmek için ihtiyaç vardır. Deneyleri için hızlı, yüksek üretilen iş analizleri sivrisinek larva ve yetişkin karşı unformulated roman kimyaları sunulmaktadır. Biz iletişim kuralları tek nokta-doz ve küçük molekül kimyaları için Aedes aegypti vektör Zika, Dang ve sarı humma, sıtma vektör, anofel gambiae ve Kuzey toksisitesinin değerlendirmek için doz yanıt deneyleri için tarif ev sivrisinek, Culex quinquefasciatus, temas ve sindirim yolu ile. Örnek olarak, biz amitriptilin, G protein birleştiğinde reseptörleri, larva, Yetişkin topikal ve yetişkin kan besleme tahlil ile küçük molekül antagonist toksisitesi değerlendirildi. Protokoller, böcek ilacı potansiyel araştırmak için bir başlangıç noktası sağlar. Sonuçları ürün uygulamaları ve teslim mekanizmaları keşfetmek için ek deneyleri kapsamında ele alınmıştır.
Sivrisinekler iletimi, genel olarak insan sağlığını etkileyen bulaşıcı hastalıkların sorumlu ajanlar1. İnsan sağlığını etkileyen en önemli 3 sivrisinek cinsi Aedes, anofel ve Culexvardır. Aedes sivrisinek tür Zika, Dang, sarı humma ve chikungunya neden arboviruses vektör. Anofel türlerinin sıtma parazit vektör ve Batı Nil virüsü ve filarial nematodlar2 Culex tür iletimi. Dünya Sağlık Örgütü (WHO), on ihmal tropikal hastalıklar (NTD) ortadan kaldırılması için 20203 tarafından gördü ve sivrisinek kontrolü en uygun strateji olarak tanımlanan. Böcek öldürücüler, sivrisinek kontrol etmek ve hastalık iletim4,5azaltmak güçlü araçlardır. Ancak, böcek ilacı dayanıklı sivrisinek nüfus ortaya çıkması pek çok hastalıkları6,7,8sürekli kontrolünü tehdit ediyor. Yenilikçi vektör kontrol Konsorsiyumu (IVCC) ilk özel çaba yerine böcek sivrisinek kontrolü9için geliştirmek başlattı. Eylem (MoA) roman modları ile yeni böcek öldürücüler hedefleri karşılamak ve hastalık kontrol elde etmek için ihtiyaç vardır. Keşif ve geliştirme roman adalardaki ile yeni böcek ilacı sınıfların bütün organizma deneyleri için hızlı, yüksek üretilen iş analizi kimyaları ve endüstri standartları10ile karşılaştırıldığında gerektirir.
Birden çok testleri iticilik ve böcek larvaları ve yetişkin sivrisinekler toksisitesi değerlendirmek kullanılabilir ve bazı yeni formüle veya unformulated kimyaları değerlendirme için uygundur. WHO Protokolü11 ürünleri dördüncü INSTAR larva karşı test etmek için kullanılan bir iletişim tahlil olduğunu. Yayımlanan çalışmaları da tarif larva deneyleri küçük molekül kimyaları Aedes aegypti, anofel gambiae ve Culex quinquefasciatus10,12, larva için toksisite sınamak için kullanılan bir çeşitli 13,14,15,16. Merkezleri hastalık kontrol ve önleme (CDC) şişe bioassay için böcek ilacı direnç yakalanan alan nüfus yetişkin sivrisinek öldürücü konsantrasyon (LC) ve öldürücü zaman (LT) ile karşılaştırıldığında bir standart tanı değerlendirilmesi yoluyla değerlendirmek için kullanılır bir ticari böcek ilacı17doz. WHO duyarlılık testi mademki sivrisinekler böcek ilacı emdirilmiş kağıt 1 h için cam şişe içinde maruz kalır ve ölüm 24 h18, değerlendirilir mi yetişkin sivrisinekler direnişinde böcek ilacı değerlendirmek için başka bir yaklaşım sunmaktadır. Diğer deneyleri formülasyonları mühürlü kafesleri ve kayıt sivrisinek nakavt ve ölüm içinde istenen timepoints19, sprey. Sivrisinek toraks için topikal uygulama farklı böcek ilacı20potens değerlendirmek için kullanılmıştır. Liverpool böcek test kuruluş (LITE)21 standart işletim yordamlar istihdamkimyaları yetişkin sivrisinekler için bioactivity değerlendirmek için. LITE yetişkin topikal tahlil test ürün küçük bir hacim 48 h attı mortalite ile yetişkin sivrisinekler toraks için geçerlidir. Tahlil miktar bireysel sivrisinek21alınan doz sağlar. LITE tarsal tahlil yetişkin sivrisinekler kimyasal tedavi bir yüzey üzerinde dinlenme için sınama ürünü toksisite değerlendirir ve kimyaları kapalı kalan spreyler (IRS) olarak gelişme potansiyeli ile tanımlamak veya insektisit tedavi yatak-tülleri (ITNs) kullanmak için kullanılır anofel sivrisinekler denetlemek için.
DSÖ ve CDC deneyleri var roman, unformulated kimyaları test için sınırlamalar ve CDC şişe bioassay amacı duyarlılık değerlendirilmesi kısa tahlil dönemleri (iki saat) üzerinde toksisite22,23yerine. Buna ek olarak, deneyleri kimyaları toksisitesi değerlendirmek için kan yemek teslim ve sistemik etkili ürünler geliştirmek için potansiyel (yani endectocides) eksik vardır. Burada, su ya da bir larva karşı çeşitli organik çözücüler ve yetişkin Aedes, anofel ve Culex‘ çözünür roman kimyaları mosquitocidal etkinliğini test etmek için deneyleri tarif. İlk olarak, biz daha önce bizim grup10,12,13,16tarafından açıklanan ve burada gerçekleştirilen larva bir tahlil göstermek (1) hızla tek noktada birden çok kimyaları değerlendirmek için bir ekran doz, ve (2) tek bir kimya öldürücü konsantrasyon (Örneğin, LC50, LC75 veya LC90,) belirlemek için bir doz yanıt tahlil. Ardından, öldürücü doz (LD) belirlenmesi için iki yetişkin deneyleri tarif. Bunlardan ilki topikal uygulanan, roman kimyaları olumlu bir denetim ile karşılaştırıldığında yetişkin sivrisinekler karşı test için LITE protokolü bir uyarlamasıdır. İkinci sistemik kan yemek teslim kimyaları değerlendirilmesi için beslenme bir tahlil olduğunu.
Böcek öldürücüler, sıtma25, Dang ve Zika26gibi sivrisinek kaynaklı hastalıklar ile mücadele için güçlü araçlardır. Geniş böcek ilacı kullanımı, dirençli kimyasal kontrol etmek için tek en büyük tehdit olarak kabul edilir böcek ilacı direnç gelişimi için önde gelen hastalık kontrol devam ettiği sivrisinek nüfus üretti. Son on yılda anofel spp. dayanıklı sentetik pyrethroids (SPs) yatak tülleri Afrika7kullanılan nüfus dramatik bir artış gördü. Nüfus Aedes albopictus, Dang vektör ve Zika, Florida ve New Jersey Organofosfatlar6için dayanıklı bildirilmiştir. Benzer şekilde, DDT ve pyrethroids nüfus Kolombiya27,28 anofel ve Aedes spp., belgelenmiş oldu. Yeni larvicides ve çeşitli orthosteric için bağlamak adulticides geliştirmek için acil ihtiyaç veya bilinen moleküler hedef veya bu allosteric sitelerinde bozacak yeni hedefler (Yani, roman MoA kimyaları)29,30 ve en az çevresel etkiye sahip. Orada da tanıma çevresinde endectocides sivrisinek kontrolü31,32,33için potansiyel artmaktadır.
Bu tür ürünler hızlı gelişimi kolaylaştırmak için bir dizi küçük molekül kimyaları sivrisinek larva ve yetişkin iki teslimat rotalarını – iletişim ve sindirim yolu ile toksisitesi değerlendirmek için tasarlanmış protokol açıklar. WHO duyarlılık testi ve CDC şişe tahlil gibi ortak iticilik varolan böcek formülasyonları1,2ve toksisitesi değerlendirmek için kullanın iletişim kurallarıdır. Ancak, bu deneyleri unformulated roman kimyasal varlıklar (NCEs) analizleri için kısıtlamalar bulunmaktadır ve orta ya da yüksek üretilen iş kimyaları çok sayıda test için mükellef değildir.
Burada hızlı bir şekilde yüksek üretilen iş analizleri için ölçeklendirebilirsiniz tek noktadan dozda NCEs değerlendirmek için standart bir larva tahlil açıklayın. Ayrıca bir adaptasyon küçük molekül kimyaları yetişkin sivrisinekler için kişi toksisitesi değerlendirmek için LITE21 tarafından geliştirilen bir testin açıklar. Son olarak, yolu ile kan yemek yetişkin dişi sivrisinekler için teslim NCEs toksisitesi değerlendirmek için bir sindirim tahlil tarif ve endectocide potansiyel keşfetmek. Bu larva ve yetişkin deneyleri LC ve LD değerleri, sırasıyla belirlemek için doz aralığı gerçekleştirilebilir ve larva ve yetişkin kişi deneyleri ile karşılaştırıldığında bir veya daha fazla varolan kimyasal formüller gerçekleştirilebilir. Yetişkin topikal tahlil Ayrıca bireysel sivrisinek her LD değer hesaplama sağlar. İletişim kuralları Aedes, anofel ve Culex16,29 türler kullanılarak yapılır ve bir türün belirli biyolojik özelliklerini içerecek şekilde isterseniz değişiklik. Bizim deneyim, mosquitocidal kimyaları genellikle geniş aktivite arasında bu 3 cinsi16,29sergi. ama türler seçicilik değerlendirilmesi için değer.
Deneyleri hızla birden fazla kimyaları böcek faaliyeti için ekran için bir başlangıç noktası vardır. Bir veya daha fazla deneyleri toksisite sergilemek bu kimyaları daha fazla analizleri yolu ile ikincil ve üçüncül deneyleri için seçilmiş olabilir. LITE tarsal tahlil ve deneyleri34,35besleme şeker örnekleri içerir. Ek deneyleri yelpazesi anlayışlar olası ürün teslimat modları sağlayan sonuçlar genellikle beklenen piyasa ve uygulama, etrafında konuları belirlenir. Burada gösterilen temsilcisi sonuçlarında amitriptilin, için potansiyel bir roman MoA böcek ilacı10,12, olarak değerlendirilen bir memeli ve omurgasız dopamin reseptör antagonist toksisite keşfetmek 13 , 16. amitriptilin sergilenen toksisite larva ve μg aralığı telkin içinde yetişkin Ae. aegytpi , larvicidal ve adulticidal etkinlik ve amitriptilin tabanlı kimyasal serisi bir arama için mantığı sağlayan tanımlamak için analogları ile yüksek kudret. Ölüm ya da verimlilik üzerinde önemli bir etkisi amitriptilin kan öğünde maruz Ae. aegypti gözlendi. Defibrinated kan ve etkili doz sivrisinek alınan kimyada kararlılığını bilinen değil iken, testin önemli sınırlamalar amitriptilin ve diğer GPCR aktif bileşikler küçük potansiyeli endectocides, olabilir ki verileri göstermektedir En azından içinde unformulated durumu.
Deneyleri arasında biyolojik değişim sınırlamak için önlemler gereklidir. Tüm deneyleri tekrarlanabilirlik sağlamak için sıcaklık ve nem, tercihen bir böcek büyüme odası standart koşullar altında yapılmalıdır. Bunlar son derece öznel, önemli veri değişimi için önde gelen farklı laboratuar personeli tarafından kaydedilmiş olabilir gibi fenotipik endpoints Puanlama yordamları standartlaştırmak için zorunludur. Larva tahlil tahlil son konsantrasyonu iyi başına daha az % 1 koşuluyla DMSO gibi organik çözücüler kullanılarak gerçekleştirilebilir olsa da suda çözünür kimyaları değerlendirilmesi için uygundur. Biz yetişkin topikal tahlil için bazı sınırlamaları tanır. İlk olarak, hızla seri dilutions hazırlarken çalışmak gereklidir ve taşıyıcı (aseton) son derece kırılgandır ve buharlaşma varyasyon Kimya miktarında doğurabilir dozda teslim teslim. İkinci olarak, bu ölüm katkıda bulunabilir gibi anestezi dönemini sınırlandırmak için özen gösterilmelidir. Ayrıca aseton gibi solventler etkileri nedeniyle test kimya ile karıştırılmamalıdır topikal tahlil ilk birkaç saatlik hızlı bir “knock-down” etki yol açabilir unutulmamalıdır. Biz sivrisinek kan yemek hacmi yetişkin yenmesi tahlil yetişkin başına alınan doz bir değerlendirmesini karmaşık hale getiren kişi arasındaki değiştiğini unutmayın. Son olarak, tahlil veri nerede negatif kontrol mortalite % 10 aşan durumlarda düşünülmemelidir.
Sinerjik hareket ürünleri giderek potansiyellerini yardımcı programını varolan ürünlerin genişletmek ve böcek ilacı dayanıklı haşere nüfusu15,16,36kontrolünü sağlamak kabul edilmektedir. Larva deneyleri synergism formamidine böcek ilacı, amitraz ve omurgasız octopamine reseptörleri14,15bozabilir kimyaları çeşitli arasında incelemek için kullanılmaktadır. Larva tahlil ve yetişkin topikal tahlil açıklanan sinerjik veya katkı etkileri test kimyaları kombinasyonları arasında değerlendirmek için uygundur. Biz synergists piperonyl butoxide (PBO) gibi her burada açıklanan üç deneyleri içine eklenebilir unutmayın.
Yukarıda açıklanan deneyleri unformulated, küçük molekül ilaçlara karşı su ve karasal sivrisinek yaşam evreleri değerlendirilmesi için deneysel standartlaştırılmış bir dizi sağlar. Bu deneyleri özellikle toksisitesi değerlendirmek ve mevcut üzerinde birkaç avantajları deneyleri ortak kullanım sunmak için tasarlanmıştır. Önemlisi, deneyleri için Otomasyon mükellef bulunmaktadır ve endüstriyel ölçekte değerlendirme testi bileşiklerin binlerce etkinleştirmek için gerçekleştirilebilir. Alanı yeni adalardaki hareket ürünlerinin geliştirilmesine dikkate alır gibi son olarak, roman moleküler hedeflerin ve biyokimyasal yollar, bozulma ile de dahil olmak üzere birden çok fenotipik uç nokta bu ölüm gibi ek olarak puanı için gerekli olacak ve felç. Yukarıdaki deneyleri böylece yarının son derece yenilikçi böcek teknolojileri doğru bir adım sağlayan gibi soruşturma izni.
The authors have nothing to disclose.
M. Scharf, Purdue Üniversitesi tahlil ile ilgili tavsiyeler için dizayn ve yazarlar H. Ranson, Liverpool tropikal Tıp Fakültesi tahlil geliştirme ve LITE Protokolü sağlanması ile ilgili yardım için teşekkür ederiz.
Insecticide susceptible mosquito strains | Malaria Research and Reagent Reference Repository | https://www.beiresources.org/MR4Home.aspx; Recommended strains: Aedes aegypti Liverpool (LVP) strain, Anopheles gambiae Kisumu (KISUMU1) strain and Culex quinquefasciatus Johannesburg (JHB) strain | |
Acetone | Mallinckrodt Chemical | CAS 67-64-1 | Use for dilutions and control |
Amitraz | Sigma-Aldrich | CAS 33089-61-1 | Requires dilution in DMSO |
Amitriptyline | Sigma-Aldrich | CAS: 549-18-8 | Can be diluted in acetone |
Bifenthrin | Sigma-Aldrich | CAS: 51529-01-2 | Synthetic pyrethorid used as positive control |
Cis-(Z)-flupenthixol | Sigma-Aldrich | CAS: 51529-01-2 | Pharmacologically tested as disruptor of dop-like receptors |
Defibrinated rabbit blood | Hemostat | DRB0100 | Blood source for adapted mosquitoes to artificial feeding |
Dimethylsulphoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | MKBF2985 | Organic solvent used to disolve amitraz |
Hemotek membrane feeding system | Hemotek Ltd | Serial no. 1303 | Used for feeding mosquitoes |
Micro-applicator | Burkard Manufacturing Co. | – | Tool needed for topical application experiments |
24-well cell culture plate with lid | Corning Incorporated | 3526 | – |
Advantage rubber bands | Alliance Rubber Co. | – | Used to seal the paper cups |
Glass syringe (1 ml) | Becton Dickinson and Co. | 512004 | Needed for the micro-applications. Glass is better than plastic |
Disposable scintillation vials (20 ml) | Fisher Scientific | 74505-20 | Glass vials prevent evaporation |
Tulle fabric, white | Walmart | – | – |
Paper cups | Dixie Consumer Products LLC. | PF15675/13D | Used to keep adult mosquitoes in adult topical assays |
Petri dishes (150 mm) | Corning Life Sciences | – | Used to maintain the mosquitoes "slept" on cold without direct contact with ice |
Transfer pipettes | Fisher Scientific | 13-711-7M | Used to sort larvae |
Stereo microscope | Olympus | SZ6045 | Used to score larval assays and perform micro-applications |
Tweezers (fine) | Fontax | – | Used to handle adult mosquitoes |