פרוטוקולים מתוארים להערכת הרעילות של בדיקות, הביוכימיה כדי יתושים ילדותית, למבוגרים לפיתוח כמו שיעורים חדשים של larvicides, adulticides ו- endectocides. הפרוטוקולים מאפשרים תפוקה גבוהה בדיקה של מספר בדיקות, הביוכימיה ב נקודה אחת במינון והערכה עוקבות באמצעות מנה assay התגובה לקביעת רעילות במגע או באמצעות בליעה.
שיעורים חדשים של קוטלי חרקים עם הרומן דרכי פעולה נדרשים לשלוט אוכלוסיות חרקים עמידים יתושים המעבירים מחלות כגון Zika, קדחת דנגה ומלריה. מבחני עבור מהירה, ניתוחים תפוקה גבוהה של unformulated בדיקות, הרומן הביוכימיה נגד יתושים הזחלים ומבוגרים מוצגים. אנו מתארים פרוטוקולים במינון נקודה אחת, מנה מבחני התגובה להערכת הרעילות של בדיקות, הביוכימיה מולקולה קטנה כדי הווקטור Aedes aegypti של Zika, דנגי, קדחת צהובה, הווקטור מלריה, אנופלס gambiae הצפונית הבית נגד יתושים, כולכית quinquefasciatus, על קשר, דרך בליעה. לדוגמה, אנו מוערכים הרעילות של amitriptyline, אנטגוניסט מולקולה קטנה של G-חלבון בשילוב קולטנים, באמצעות זחל, למבוגרים אקטואלי ובעל למבוגרים מדם וזמינותו. הפרוטוקולים לספק נקודת התחלה לחקור בקוטלי חרקים פוטנציאליים. תוצאות נידונות בהקשר של ניסויים נוספים כדי לחקור מנגנונים למסירה ויישומים של המוצר.
היתושים לשדר את הסוכנים סיבתי של מחלות זיהומיות שמשפיעים על בריאות האדם באופן כללי1. שלושה סוגים יתושים החשוב ביותר המשפיעים על בריאות האדם הן אאדס, אנופלס, כולכית. מינים של יתושים אאדס וקטור arboviruses הגורמות Zika, דנגי, קדחת צהובה, chikungunya. אנופלס מינים וקטור טפילי מלריה ולשדר כולכית מינים וירוס הנילוס המערבי ונמטודות filarial2. ארגון הבריאות העולמי (WHO) נקרא למיגור של עשר מוזנח טרופי מחלות (NTD) על ידי 20203 , מזוהה הדברת יתושים כמו האסטרטגיה הכי ברת קיימא. קוטלי חרקים הינם כלים רבי-עוצמה כדי לשלוט יתושים ולהפחית את המחלה שידור4,5. עם זאת, הופעתה של אוכלוסיות חרקים עמידים יתושים מאיימת על המשך השליטה של מחלות רבות6,7,8. וקטור חדשני שליטה Consortium (IVCC) השיקה את המאמץ ייעודי הראשונה לפתח תחליף קוטלי חרקים יתושים שליטה9. הדברה חדשים עם הרומן דרכי פעולה (מואה) יש צורך לפגוש את מי מטרות ולהשיג שליטה במחלה. בגילוי ופיתוח של מחלקות חדשות בקוטלי חרקים עם הרומן MoAs לדרוש מבחני מהאורגניזם לניתוח מהיר, תפוקה גבוהה של בדיקות, הביוכימיה, לעומת תקני התעשייה10.
מבחני מרובים זמינים להעריך את repellency ואת רעילות חומרי הדברה כדי זחלים של יתושים בוגרים, וחלקם מתאימים על ההערכה של הרומן ניסח או unformulated בדיקות, הביוכימיה. פרוטוקול11 מי הוא וזמינותו קשר משמש לבדיקת מוצרים נגד הזחלים לחלל הרביעי. מחקרים שפורסמו גם לתאר את מגוון של מבחני דרגות זחל משמש לבדיקת הרעילות של בדיקות, הביוכימיה מולקולה קטנה כדי הזחלים Aedes aegypti, אנופלס gambiae , כולכית quinquefasciatus10,12, 13,14,15,16. המרכז לבקרת bioassay בקבוק ובקרה מחלות ומניעתן (CDC) משמשת להערכת עמידות חרקים שדה תפסו אוכלוסיות של יתושים בוגרים באמצעות הערכה של ריכוז קטלני (LC) וזמן קטלני (LT) לעומת תקן אבחון מנה של חרקים מסחרי17. מי רגישות המבחן מציע גישה אחרת להערכת עמידות חרקים יתושים בוגרים לפיה יתושים נחשפים נייר ספוג בקוטלי חרקים בתוך זכוכית vials 1 h ואת התמותה מוערך ב 24 שעות18. מבחני אחרים תרסיס ניסוחים בתוך כלובים אטום ואת היתושים הרשומה נוקאאוט מוות הרצוי timepoints19. יישום מקומי לבית החזה יתושים שימש כדי להעריך את העוצמה של חומרי הדברה שונים20. הקמת בדיקות חרק ליברפול (לייט)21 מעסיקה נהליכדי להעריך את bioactivity של בדיקות, הביוכימיה כדי היתושים הבוגרים. וזמינותו אקטואלי בוגרים לייט חלה נפח קטן של בדיקת המוצר על בית החזה של יתושים בוגרים עם התמותה הבקיע ב 48 שעות. וזמינותו מאפשר כימות של המינון שהתקבלו לפי יתושים בודדים21. וזמינותו tarsal LITE מוערך הרעילות של בדיקת המוצר היתושים הבוגרים נח על משטח שטופל והוא משמש לזיהוי בדיקות, הביוכימיה עם פוטנציאל לפיתוח כמו תרסיסים מקורה שיורית (IRS) או להשתמש במטופלים בקוטלי חרקים יתושים (ITNs) כדי לשלוט יתושים אנופלס .
אשר מבחני לבקרת מחלות יש מגבלות עבור בדיקות בדיקות הרומן, unformulated, הביוכימיה, ואת המטרה של bioassay בקבוק ה-CDC הוא הערכה של רגישות על פני תקופות assay קצר (שעתיים) ולא רעילות22,23. בנוסף, מבחני להערכת הרעילות של בדיקות, הביוכימיה יועבר. בתוך הסעודה דם, פוטנציאל פיתוח של מוצרים מערכתית אקטינג חסרים (קרי: endectocides). כאן, אנו מתארים את מבחני בדיקה את הפעילות mosquitocidal של בדיקות, הביוכימיה חדשניים שאינם מסיסים במים או לאחד מספר ממיסים אורגניים נגד הזחלים ומבוגרים אאדס, אנופלס , כולכית. ראשית, נדגים וזמינותו זחל בעבר שתואר על ידי שלנו קבוצה10,12,13,16, והופיע פה כמו (1) מנה מסך להעריך במהירות מספר בדיקות, הביוכימיה בנקודה אחת, וכן (2) assay תגובת המינון כדי לקבוע ריכוז קטלני (למשל, LC50, LC75 או LC90) של הכימיה יחיד. בשלב הבא, אנו מתארים שני מבחני למבוגרים לקביעת מנה קטלנית (LD). הראשון מביניהם הוא עיבוד של פרוטוקול LITE לבדיקת למריחה, הרומן בדיקות, הביוכימיה נגד יתושים בוגרים לעומת פקד חיובי. השני הוא assay האכלה על ההערכה של בדיקות, הביוכימיה מועברת מערכתית באמצעות ארוחת דם.
קוטלי חרקים הינם כלים רבי-עוצמה כדי להילחם בעקיצות יתוש מחלות כמו מלריה25, קדחת דנגה, Zika26. השימוש בקוטלי חרקים נרחב הפיק אוכלוסיות יתוש כי הם עמידים בפני הדברה כימית, המוביל ההתפתחות של עמידות חרקים, אשר נחשב האיום הגדול ביותר יחיד על המשיכה מחלות. בעשור האחרון חלה עלייה דרמטית באוכלוסיות של אנופלס spp. עמידים בפני pyrethroids סינתטי (SPs) בשימוש יתושים ב אפריקה7. אוכלוסיות של אדס, וקטור של קדחת דנגה, Zika, דווחו ב פלורידה ו ניו ג’רזי העמידים בפני מסוג זרחנים אורגנים6. באופן דומה, התנגדות DDT ו pyrethroids תועד באוכלוסיות של spp. אנופלס , אאדס קולומביה27,28. יש צורך דחוף כדי לפתח את larvicides החדש adulticides זה לאגד orthosteric מגוונות או אתרים allosteric על מטרות מולקולריות ידוע או לשבש מטרות (קרי, בדיקות מואה הרומן, הביוכימיה) חדש29,30 ו יש השפעה סביבתית מינימלית. שם היא גם הגדלת זיהוי של הפוטנציאל סביב endectocides עבור יתושים שליטה31,32,33.
כדי להקל על ההתפתחות המהירה של מוצרים אלה, אנו מתארים סדרה של פרוטוקולים שנועדה להעריך את הרעילות של בדיקות, מולקולה קטנה הביוכימיה רימות היתוש ומבוגרים בשני נתיבים משלוח – קשר ו בליעה. פרוטוקולים כגון מי רגישות הבדיקה ואת וזמינותו בקבוק CDC הם במשותף בשימוש להערכת רעילות של repellency של ניסוחים חרקים קיימים1,2. עם זאת, מבחני אלה יש מגבלות עבור ניתוחים של ישויות כימיות רומן unformulated (nces המגוון) ואינם לבצע בדיקות מספר גדול של בדיקות, הביוכימיה תפוקה בינונית או גבוהה.
כאן נתאר assay זחל סטנדרטי להעריך במהירות nces המגוון במינון בנקודה אחת זה ניתן לשנות עבור ניתוחים תפוקה גבוהה. אנו מתארים גם של לאגדת assay שפותחה על ידי ה LITE21 להערכת רעילות קשר של בדיקות, הביוכימיה מולקולה קטנה כדי היתושים הבוגרים. לבסוף, אנו מתארים וזמינותו של בליעה להערכת רעילות nces המגוון נמסר דרך הארוחה דם יתושים נקבה בוגרת ולחקור endectocide פוטנציאליים. מבחני זחל ומבוגרים אלה יכול להתבצע על מגוון של מנות כדי לקבוע ערכי LC ו LD, בהתאמה, ניתן לבצע מבחני הקשר זחל והן למבוגרים בהשוואה ניסוחים כימיים קיים אחד או יותר. וזמינותו אקטואלי למבוגרים מאפשרת גם החישוב של LD ערכים עבור יתושים בודדים. הפרוטוקולים יכול להתבצע באמצעות מינים של16, אאדס, אנופלס , כולכית29 , יכול להיות שונה כדי להתאים את מאפייני ביולוגי מסוים של זן, אם רצונך בכך. מניסיוננו, בדיקות mosquitocidal, הביוכימיה מוצג בדרך כלל פעילות רחבה על פני שלושה סוגים אלה,16,29, אבל שיש ערך הערכה של מינים סלקטיביות.
מבחני הם נקודת מוצא במהירות מסך מספר בדיקות, הביוכימיה עבור פעילות חרקים. בדיקות אלה, הביוכימיה כי התערוכה רעילות מבחני אחד או יותר יכול לבחור עוד ניתוחים באמצעות מבחני משניות ושלישוניות. דוגמאות כוללות את LITE tarsal assay ואת הסוכר האכלה מבחני34,35. הבחירה של מבחני נוספים נקבעת בדרך כלל לפי שיקולים סביב השוק הצפוי, יישום, עם תוצאות לספק תובנות על מצבי משלוח מוצר אפשרי. בתוצאות נציג המוצגת כאן, אנו חוקרים הרעילות של amitriptyline, אנטגוניסט של קולטני דופמין יונקים, הגעה זה יוערכו על פוטנציאל כמו רומן מואה בקוטלי חרקים10,12, 13 , 16. amitriptyline הציג רעילות הזחלים, המבוגרים של Ae. aegytpi בהציעו טווח μg larvicidal adulticidal פעילות ושל מתן רציונל חקירה של סדרות הכימי מבוסס amitriptyline לזיהוי מקבילים עם עוצמה גבוהה. אין השפעה משמעותית על תמותה או פוריות נצפתה ב Ae. aegypti נחשפים amitriptyline במהלך הארוחה דם. בזמן היציבות של הכימיה defibrinated דם, מנה אפקטיבית שהתקבלו לפי יתוש אינו ידוע, מגבלות הבולטים של וזמינותו, הנתונים מראים amitriptyline ותרכובות אחרות GPCR-פעיל עשוי שיש סיכוי קטן כמו endectocides, ב לפחות בתוך המדינה unformulated.
אמצעי זהירות כדי להגביל וריאציה ביולוגי בין מבחני חיוניים. כל מבחני צריכה להתבצע תחת תנאים סטנדרטיים של טמפרטורה ולחות, רצוי בתוך חדר לגידול חרקים, על מנת להבטיח הפארמצבטית. זה הכרחי לתקנן את נהלי הבקיע והגישור פנוטיפי כמו אלה יכולים להיות סובייקטיבית, המוביל וריאציה משמעותית בנתוני שהוקלט על ידי עובדי מעבדה שונות. הזחל וזמינותו היא המתאימה ביותר להערכה של בדיקות, הביוכימיה שאינם מסיסים במים, למרות וזמינותו יכול להתבצע באמצעות ממיסים אורגניים כגון דימתיל סולפוקסיד ובלבד הריכוז הסופי הוא פחות מ 1% לכל טוב. אנו מכירים מספר מגבלות על וזמינותו אקטואלי למבוגרים. ראשית, יש צורך לעבוד במהירות בעת הכנת דילולים טורי ומסר אספקת מנות כמו המוביל (אצטון) המרבץ אידוי עשויה לייצר וריאציה של כימיה. שנית, צריך לקחת כדי להגביל את תקופת הרדמה כמו זה יכול לתרום התמותה. יש גם לציין כי ממיסים כגון אצטון ויכול ליצור אפקט “דפיקה למטה” מהירה במספר השעות הראשונות של וזמינותו אקטואלי, אשר לא צריך להיות מבולבל עם השפעות בשל הכימיה הבדיקה. נציין כי הנפח של הארוחה דם יתושים משתנה בין אנשים, וכדי לסבך את הערכה של המינון התקבל למבוגר ב וזמינותו בליעה למבוגרים. לבסוף, וזמינותו נתונים אין להתייחס במקרים שבו התמותה בפקד שלילי עולה על 10%.
מוצרים ולאבץ מזוהים יותר ויותר על הפוטנציאל שלהם כדי להרחיב את התועלת של מוצרים קיימים, לספק שליטה של מזיקים חרקים עמידים אוכלוסיות15,16,36. מבחני דרגות זחל שימשו כדי לבחון הסינרגטיות בין חומרי הדברה formamidine, amitraz, מגוון רחב של בדיקות, הביוכימיה לשבש octopamine הגעה קולטנים14,15. הזחל assay ואת וזמינותו אקטואלי למבוגרים תיאר מתאימים להערכת ההשפעות סינרגטי או כתוסף בין שילובים של בדיקות המבחן, הביוכימיה. נציין כי synergists כמו piperonyl butoxide (PBO) ניתן לשלב כל אחד מבחני שלושה המתוארים כאן.
מבחני שתוארו לעיל לספק סדרה ניסויית מתוקננת להערכה של מולקולת unformulated, קטן תרופות נגד יתושים מימיים והן הארציים החיים בשלבים. מבחני אלה נועדו במיוחד כדי להעריך את רעילות, מציעים כמה יתרונות על פני קיימים מבחני במשותף שימוש. חשוב, מבחני נתונות אוטומציה, יכול להתבצע בקנה מידה תעשייתי כדי לאפשר הערכה של אלפי תרכובות הבדיקה. לבסוף, כמו השדה מתייחס לפיתוח מוצרים שפועלים באמצעות MoAs חדש, לרבות באמצעות שיבוש מטרות מולקולריות הרומן מסלולים ביוכימיים, זה יהיה חיוני כדי לצבור נקודות קצה פנוטיפי מרובים בנוסף לאלה כגון תמותה, שיתוק. מבחני לעיל היתר חקירות אלה, ובכך מספק צעד לקראת המחר חרקים טכנולוגיות חדשניות ביותר.
The authors have nothing to disclose.
המחברים תודה ה’ Ranson, ליברפול הספר לרפואה טרופית לקבלת סיוע עם assay לפיתוח ואספקה של פרוטוקול לייט, ועיצוב מ שרף, אוניברסיטת פרדו עבור ייעוץ וזמינותו.
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 |