Zika Virüsü Kullanan Aedes aegypti Sivrisineklerinde Vektör Yetkinlik Analizleri

Vektör yeterliliği, sivrisinek, kene veya flebotomin kum sineği gibi belirli bir eklembacaklının tür, popülasyon ve hatta bir birey düzeyinde, eklembacaklıda çoğaltma veya geliştirme ile biyolojik olarak bir ajan edinme ve iletme yeteneği olarak tanımlanır^1,2. Sivrisinekler ve eklembacaklı kaynaklı virüsler (yani arbovirüsler) ile ilgili olarak, ajan dişi bir sivrisinek tarafından viremik bir konakçıdan imbibed edilir. Yutulduktan sonra, virüs küçük bir midgut epitel hücre popülasyonu³, sindirim enzimleri tarafından proteolitik bozulma, mikrobiyotanın varlığı (midgut enfeksiyon bariyeri veya MIB) ve salgılanan peritrofik matris gibi çeşitli fizyolojik engellerin üstesinden gelmelidir. Midgut epitelinin enfeksiyonu, virüsün replikasyonu ve midgut’tan sivrisineklerin açık dolaşım sistemine veya midgut kaçış bariyerinin (MEB) üstesinden gelen yaygın bir enfeksiyonun başlangıcını temsil eden hemolimf’e nihai kaçış ile takip edilmelidir. Bu noktada virüs ikincil dokuların (örneğin, sinirler, kaslar ve yağ organları) enfeksiyonlarını oluşturabilir ve çoğalmaya devam edebilir, ancak bu tür ikincil replikasyon, virüsün tükürük bezlerinin acınar hücrelerini enfekte etmesi için kesinlikle gerekli olmayabilir (tükürük bezi enfeksiyon bariyerinin üstesinden gelmek). Tükürük bezi acinar hücrelerinden apikal boşluklarına dökülür ve daha sonra tükürük kanalına hareket etmek, virüsün ısırma sırasında sonraki konaklara aşısını sağlar ve iletim döngüsünü 1 ,²,^4,5,^6,7tamamlar.

Bir sivrisinek vektörü içinde bu iyi karakterize edilmiş ve genel olarak korunmuş yayılma mekanizması göz önüne alındığında, protokollerdeki farklılıklar mevcut olmasına rağmen, laboratuvar vektör yetkinlik değerlendirmeleri genellikle metodolojik olarak benzerdir^1,2. Genellikle, oral virüse maruz kaldıktan sonra, sivrisinekler, midgut, bacaklar, yumurtalıklar veya tükürük bezleri gibi bireysel dokuların viral enfeksiyon, yaygın enfeksiyon, yaygın enfeksiyon / potansiyel transovariyal bulaşma ve yaygın enfeksiyon / potansiyel bulaşma yeterliliği için sırasıyla⁸olarak test edilebilmesi için parçalara ayrılırken. Bununla birlikte, tükürük bezlerinde sadece bir virüsün varlığı, bazı vektör / virüs kombinasyonlarında tükürük bezi kaçış / çıkış bariyerinin (SGEB) kanıtı göz önüne^{alındığında,}bulaşma kabiliyetinin kesin kanıtı değildir¹,^2,4 ,^5,7,9. Bulaşma yetkinliğini kanıtlamak için standart yöntem, hassas bir hayvana sivrisinek iletimi olmaya devam etmektedir^10,11,12. Bununla birlikte, birçok arbovirüs için bunun immün sistemi baskılanmış murine modellerinin kullanılmasını gerektirdiği göz önüne alındığında^13,14,15,16, bu yöntem genellikle maliyet-yasaklayıcıdır. Yaygın olarak kullanılan bir alternatif, sırasıyla viral genomun veya enfeksiyöz parçacıkların varlığını göstermek için ters transkripsiyon-polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) veya bulaşıcı bir test ile analiz edilebilen sivrisinek tükürüğünün toplanmasıdır. Bu tür in vitro tükürük toplama yöntemlerinin^12’yi abartabileceğini veya in vivo besleme sırasında biriken virüs miktarını^17’yi hafife alabileceğini belirtmek gerekir, bu da bu verilerin dikkatli bir şekilde yorumlanması gerektiğini gösterir. Bununla birlikte, in vitro yöntemi tükürükteki sadece virüs varlığı açısından analiz edildiğinde, bulaşma potansiyelini gösteren oldukça değerlidir.

Arboviral hastalık salgınlarında sivrisinek vektörlerinin rolünü belirlemek için iki ana yaklaşım vardır. İlk yöntem, sivrisineklerin aktif bulaşma 18 , 19 , 20 ,^21,22,23,24bağlamında toplandığı saha gözetimini içerir. Bununla birlikte, enfeksiyon oranlarının tipik olarak oldukça düşük olduğu göz önüne alındığında (örneğin, Amerika Birleşik Devletleri’nde aktif Zika virüsü (ZIKV) dolaşımı alanlarında sivrisineklerin tahmini%^0.061enfeksiyon oranı 21 ), potansiyel vektör türlerinin suçlanması, metodoloji^25,26 ve rastgele şans (örneğin, enfekte olmayan 1.600 kişiden bir enfekte bireyi örneklemek) tarafından ağır bir şekilde önyargılı olabilir²¹ . Bunu dikkate alarak, belirli bir çalışma, bulaşmada yer alan sivrisinekleri doğru bir şekilde örneklemek için hem ham sayılarda hem de tür çeşitliliğinde yeterli sivrisinek elde etmeyebilir. Buna karşılık, vektör yeterlilik analizleri laboratuvar ortamında gerçekleştirilen ve oral doz gibi parametrelerin sıkı bir şekilde kontroline olanak sağlar. Sivrisinek enfeksiyonunun gerçek karmaşıklığını ve bulaşma yeteneğini bir alan ortamında tam olarak temsil edemese de, bu laboratuvar değerlendirmeleri arboviroloji alanında güçlü araçlar olmaya devam etmektedir.

Çeşitli sivrisinek türlerinde, popülasyonlarında ve yöntemlerinde ZIKV ile yapılan çeşitli vektör yetkinlik analizlerine dayanarak^27,28,29,^30,31,32, ve vektör yeterlilik değerlendirmelerinin yakın tarihli bir incelemesi¹, burada tipik bir vektör yeterlilik iş akışı ile ilişkili protokollerin birkaçını açıklıyoruz. Bu deneylerde, Amerika’dan üç Ae. aegypti popülasyonu (Salvador şehri, Brezilya; Dominik Cumhuriyeti; ve aşağı Rio Grande Vadisi, TX, ABD) yapay kan lekeleri yoluyla 4, 5 veya 6 kütük 10 odak oluşturan ünitelerde (FFU)/mL dozlarında tek bir ZIKV (Mex_1-7, GenBank Katılım: KX247632.1) türüne maruz kaldı. Daha sonra, diseksiyon ve hücre kültürüne dayalı bulaşıcı bir tahlil yoluyla çeşitli dış inkübasyon zamanlarından (2, 4, 7, 10 ve 14 gün) sonra enfeksiyon, yaygın enfeksiyon ve bulaşma yeterliliği kanıtları için analiz edildiler. Mevcut iş akışı/protokoller ZIKV için optimize edilmiş olsa da, birçok öğe eklembacaklı muhafaza ve biyogüvenlik düzeyleri 2 ve 3’teki (ACL/BSL2 veya ACL/BSL3) diğer sivrisinek kaynaklı arbovirüslere doğrudan çevrilebilir.