פרוטוקול לתרבות הטפיל המיקרו-ספיורידיאן אדהאזרדיה אדיס. הטפיל הוא מעבר מדור אחד של יתושי Aedes aegypti למשנהו באמצעות העברה אופקית בשלב הזחל ואחריו שידור אנכי בשלב המבוגר. נבגים חיים שורדים לטווח ארוך בביצים נגועות.
אדהאזרדיה aedis הוא טפיל מיקרוספרידי של יתושי Aedes aegypti, וקטור מחלה המעביר ארבווירוסים מרובים הגורמים למיליוני מקרי מחלה בכל שנה. א. אדיס גורמת לתמותה וכושר רבייה מופחת בוקטור היתושים ונחקרה בשל הפוטנציאל שלה כסוכן בתחום הביו-תחום. הפרוטוקול שאנו מציגים עבור culturing E. aedis מבוסס על מחזור הזיהום הטבעי שלה, אשר כרוך הן שידור אופקי ואנכי בשלבי חיים שונים של המארח יתוש. יתושי ae. aegypti נחשפים נבגים בשלב הזחל. זחלים נגועים אלה לאחר מכן להבשיל למבוגרים ולשדר את הטפיל אנכית לצאצאיהם. צאצאים נגועים משמשים לאחר מכן כמקור של נבגים להעברה אופקית עתידית. Culturing E. aedis יכול להיות מאתגר לבלתי יזמים בהתחשב במורכבות מחזור החיים של הטפיל, ופרוטוקול זה מספק הדרכה מפורטת וע עזרים חזותיים להבהרה.
Aedes aegypti הוא וקטור היתוש של arboviruses מרובים (למשל, דנגה, זיקה, קדחת צהובה) כי יחד מוערכים להסביר מאות מיליוני מקרי מחלה בכל שנה יותר מ 30,000מקרי מוות 1,2. טיפול במחלות הנגרמות על ידי פתוגנים אלה מוגבל לטיפול תומך וסביר להניח כי arboviruses נוספים יצוצובעתיד 3. שליטה של וקטור היתוש הוא ולכן בעל חשיבות עיקרית, כפי שהוא מונע ביעילות שידור של פתוגנים נוכחיים ומתפתחים4. באופן מסורתי, אסטרטגיות שליטה וקטורית משתמשות בעיקר בקוטלי חרקים כימיים, אך התנגדות לקוטלי חרקים רבים הנפוץ הניעה את הביקוש לשיטות חדשניות של שליטה וקטורית. סוכן פוטנציאלי אחד שנחקר על תכונות החברה הביו-תחום נגד Ae. aegypti הוא הטפיל אדהאזרדיה aedis5,6.
א. אדיס (באנגלית: E. aedis)הוא טפילמיקרו-ספרידי של יתושים א-אדיס על ידי קודו. הפיתוח והרבייה של א. אדיס מורכבים יחסית ומחזור החיים שלה יכול להמשיך במספרדרכים 7,8,9. מחזור התפתחותי נפוץ אחד מתואר לעומק Becnel ואח ‘, 19897 והוא מנוצל עבור הפצת מעבדה (איור 1)8. בקצרה, המחזור מתחיל כאשר Ae. aegypti ביצים נגועות אנכית E. aedis בוקעים לתוך זחלים נגועים אשר מפתחים נבגים לא מדוקים בגוף השומן, ובדרך כלל למות כמו זחלים או גלמים. נבגים לא מדוקים ששוחררו מזחלים מתים מזהמים את בית הגידול ונבלעים על ידי זחלים בריאים של א.א. נבגים אלה לנבט בעיקר במערכת העיכול, להדביק רקמת העיכול של הזחלים החשופים, וכתוצאה מכך שידור אופקי. זחלים נגועים אופקית להתפתח למבוגרים (דור הורים) שבו נבגים binucleate נוצרים. בנקבות, נבגים binucleate אלה לפלוש למערכת הרבייה וporoplasm הקשורים שלהם מדביק תאי ביצה מתפתחים. ביצים אלה בוקעות לאחר מכן לתוך זחלים נגועים (דור פילים), וכתוצאה מכך שידור אנכי של הטפיל והמשך המחזור כמתואר לעיל.
מחקרים רבים חקרו את הפוטנציאל של E. aedis עבור biocontrol. זיהום עם E. aedis הוכח לגרום לירידה ביכולת הרבייה של Ae. aegypti נקבות 10. יתר על כן, בניסוי חצי שדה, שחרור בלתי צפוי של E. aedis הביא להכחדה מוחלטת של מבחן Ae. aegypti האוכלוסייה נשמר בתוך מארזמוקרן 6. בעוד מסוגל לעבור כמה שלבים של פיתוח ב קבוצה מגוונת של מינים יתושים, E. aedis מועבר רק אנכית Ae. aegypti, המציין רמה גבוהה שלספציפיות מארח 11,12. כמו כן, בהערכת מעבדה של הסיכון הסביבתי הפוטנציאלי הקשור לאדיס, הטפיל המיקרו-ספרידי לא הצליח להדביק בעלי חיים ימיים שאינם מטרה, כולל טורפים ים נבלעו Ae. aegypti זחלים נגועים E. aedis13. תוצאות אלה מדגישות את הפוטנציאל של E. aedis לשמש באסטרטגיות בקרה ביולוגית מיקוד טבעי Ae. aegypti אוכלוסיות.
למרות העובדה כי E. aedis מראה הבטחה לשימוש בשליטה וקטורית, יש אתגרים culturing ופריסה זה בקנה מידה רחב. E. הנבגים אדיס לאבד זיהומים בפחות מיום אחד בטמפרטורות קרות (כלומר, 5 מעלות צלזיוס). גם בטמפרטורות חמות יותר (כלומר, 25 °C), נבגים מאבדים במהירות זיהומים במהלך שלושהשבועות 14. בנוסף, E. aedis חייב להיות תרבותי חיים Ae. יתושים aegypti מינון מבוקר של יתושי זחל בריאים יש צורך להבטיח את השלמת מחזור החיים כדי למנוע קריסה של האוכלוסייה המשמשת לתרבות8. הדרישה של vivo culturing מציבה אתגר; עם זאת, ההתקדמות האחרונה בהתרודות מסת יתושים ורובוטיקה (למשל, מסארו ואח’15)יכולה לאפשר דור בקנה מידה גדול של נבגים אדיס. אנו צופים כי הדמיה של מתודולוגיה זו תגביר את הנגישות לפרוטוקול גידול E. aedis ותאפשר לחוקרים נוספים לחקור את הביולוגיה הבסיסית ואת הפוטנציאל המיושם של מערכת זו. כמו כן, אנו צופים כי היא תקל על שיתופי פעולה מוגברים עם מהנדסים, רובוטיקה, ומגזר הטכנולוגיה הרחב יותר, אשר עשוי לשמש לשיפור גידול המוני של E. aedis.
איור 1: א. אדיס התפשטות ב Ae. aegypti. ההתפשטות של א. אדיס מתחילה בביצים נגועות בקעה של א. אדיס. הזחלים הנגועים גדליםל-4 אינסטאר, נבגים של אדיס מבודדים מהזחלים האלה, ונבגים משמשים להדבקה דרך-דרךית בזחלים בריאים של 2/3rd instar שנוגדו ממצמד לא נגוע של ביצים (שידור אופקי). זחלים אלה נגועים דרך הדם לאחר מכן גדלים לבגרות (דור הורים) ולהטיל ביצים נגועות E. aedis (שידור אנכי). ביצים נגועות (דור פילים) בקעו לאחר מכן כדי להמשיך את מחזור הזיהום ותרבות הטפילים. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של נתון זה.
אנו מציגים כאן את השיטה המתוארת במקור בהמברי וריאן, 19828 לגידול E. aedis microsporidia ב Ae. יתושים aegypti. הזן של E. aedis בשימוש במחקר זה נגזר אוסף השדה המקורי על ידי סטיבן Hembree בתאילנד ב 197919. השיטה מנצלת את השידור האופקי, המתרחש באופן טבעי במחזור השידור של E. aedis7, כדילהפיץאת הטפיל באופן מבוקר. שיטה זו יכולה להיות מאתגרת למצטרפים חדשים שאינם מכירים את מראה נבוב, סימפטומים של זיהום בזחלים, או הקואורדינציה הנדרשת כדי להשלים בהצלחה את פרוטוקול גידול מרובה שלמים / מנון. התקווה שלנו היא כי עזרים חזותיים המלווים פרוטוקול זה יפחיתו את המחסומים לכניסה עבור חוקרים המעוניינים תרבות E. aedis.
הפצנו את א. אדיס ב-Ae. aegypti כמתואר לעיל וכמתנו את הצלחת הטפיליזם בדור הפילי. בקצרה, בקענו את ביצי א.א. לאחר מכן הדבקנו אופקית זחלים בריאים עם נבגים אלה באמצעות בליעה אוראלית, וטיפסנו את הזחלים הנגועים אופקית לבגרות. האכלתי את המבוגרים הנגועים (דור ההורים) ואספנו ביצים (דור פילים), שהשערנו שנדבקנו אנכית לטפיל אי אדיס. בקענו ביצים מדור הפיליאל, אספנו והגנו תת-קבוצה של הזחליםכשהם היו 4 כוכבים. כימתנו את אחוז הזחלים שנדבקו באדיס ואת ספירת נבובי הדם הכוללת בכל הנדבקים. מצאנו כי הרוב המכריע (96%) של אנשים נדבקו ועומס נבט ממוצע של זחלים נגועים היה ~ 105. אנו מסיקים כי פרוטוקול ההתעדורות שלנו הביא להפצה מוצלחת ביותר של E. aedis ב Ae. יתושים aegypti.
ישנם היבטים מרובים של פרוטוקול זה שעשויים להיות מאתגרים במיוחד עבור המשתמש הלא-נכון. אנו מציעים להלן מידע נוסף שעשוי להיות של סיוע. לשאלות לגבי גידול יתושים כללי, מדריך מלא Ae. aegypti תחזוקת מושבה הוא מעבר להיקף של פרוטוקול זה. עם זאת, שאלות נפוצות רבות ניתן לטפל על ידי משאבים ממאגר משאבי מחקר זיהומים ביו-הגנה וזיהומיםמתעוררים 16, 17כוללבקיעתביצים, צרכים תזונתיים כלליים, דיור ותנאים סביבתיים, והאכלה בדם. לגבי ציר הזמן של זיהום, זחלים בקעו מביצים נגועות לא מראים סימנים של זיהום עד מאוחר בשלב4 instar. נבגים לא מדוקים מופיעים במהירות, במהלך 1-2 ימים. זחלים עשויים להיראות כמעט לא נגועים ב6 ימים לאחר הבקיעה אבל נגוע מאוד ביום 7 או 8 לאחר הבקיעה. בנוסף, זה יכול להיות מאתגר לדמיין נבגים בדגימות הומוגניות כי ישנם חיידקים רבים אחרים נוכחים הומוגניטים יתושים שלמים, כולל אורגניזמים חד-תאיים אאוקריוטיים אחרים (למשל, שמרים) בגודל דומה כמו E. aedis נבגים לא מופקרים. הצורה הייחודית של נבגים E. aedis (איור 2A)היא שיטה אמינה מאוד לזיהוי ותעזור להבדיל E. aedis מחיידקים אחרים בהומוגנאט. למרות שאין צורך בזיהוי או כימות, אם טיהור נבגים רצוי, זה יכול להיות מושגת באמצעות צנטריפוגה הדרגתית צפיפות סיליקה colloidal אשר יאפשר הפרדה של E. aedis נבגים מאלמנטים מזהמים אחרים בהומוגנאט. תהליך זה מתואר בפירוט בסולטר ואח’20.
טמפרטורה ותזונה המשמשים בשיטות גידול שונות בדרך כלל בין מעבדות, אבל וריאציות סביר עדיין להניב התפשטות טפיל מוצלח. הבדלים קלים בסוג המזון זחל אינם מפריעים זיהום מוצלח, למרות שאנחנו לא במפורש לבדוק סוגי מזון שונים בפרוטוקול זה. השפעת הטמפרטורה על זיהום נבדקה וזיהום E. aedis נמצא חזק במגוון רחב של טמפרטורות21. ייצור נבובים מרבי התרחש ב 30.8 ° C אבל עדיין היה חזק בטמפרטורות גידול נמוך כמו 20 מעלות צלזיוס. ספירת נבובים הופחתה באופן דרמטי בטמפרטורות גידול גבוהות יותר (36 °C), ולכן יש להימנע מטמפרטורות אלה עבור פרוטוקול זה.
זיהום הוא תמיד דאגה בעת עבודה עם טפילים. א. אדיס הוא טפיל מוצלח של Ae. aegypti ולכן יש לשמור בנפרד ממושבות מעבדה נגועות כדי למנוע זיהום. אנו ממליצים על אחסון יתושים נגועים באינקובטור נפרד במידת האפשר. כמו כן, המלצנו כי חומרים המשמשים לעבודת מיקרוספרודיה (למשל, מגשי זחל, צינורות העברה, כלובים, כוסות איסוף ביצים) מיועדים לעבודת מיקרוספרידיה ולא בשימוש רחב יותר לאורך כל החרקים. כל חומרי גידול צריך להיות עיקור עם 10% אקונומיקה לאחר השימוש autoclaving יכול לשמש כדי להשלים חיטוי אקונומיקה.
The authors have nothing to disclose.
ברצוננו להודות לספנסר בלנקנשיפ על העזרה בהתנודות יתושים. אנו מודים גם לג’יימס נ. ראדל ומ. דומיניק מגיסטראדו על המשוב המועיל על כתב היד.
120 mL Specimen cup | McKesson | 911759 | Inexpensive alternative to beaker |
150 mL beakers | VWR | 10754-950 | For larval dosing |
2 oz round glass bottle | VWR | 10862-502 | Bottle for 10% sucrose in adult cages |
3 oz. emergence cup | Henry-Schein | 1201502 | For transfer of pupae to cage |
Adult mosquito cages | Bioquip | 1462 or 1450ASV | For adult housing |
Autoclave | For sterilization | ||
Bleach | For sterilization | ||
Brewer’s yeast | Solgar | For feeding larvae during dosing | |
Controlled rearing chamber | Tritech | DT2-MP-47L | Inexpensive small rearing chamber |
Cotton roll | VWR | 470161-446 | Wick for sugar bottles |
Defibrinated rabbit blood | Fisher | 50863762 | For blood feeding adults |
Disodium ATP, crystalline | Sigma-Aldrich | A26209-5G | For blood feeding adults |
Dry cat food | 9Lives | Indoor Complete | For general larval rearing |
Fish food flakes | TetraMin | For general larval rearing | |
Hemocytometer | Fisher | 267110 | For counting spores |
Homogenizer/mixer motor | VWR | 47747-370 | For homogenizing infected larvae |
Larval rearing trays | Sterillite | 1961 | Overall dimensions are 11" x 6 5/8" x 2 3/4" |
Liver powder | NOW foods | 2450 | For feeding larvae during dosing |
Pipette 1 – 10µL | VWR | 89079-962 | For larval dosing |
Pipette 100 – 1000µL | VWR | 89079-974 | For food during larval dosing |
Pipette tips 1 – 10µL | VWR | 10017-042 | For larval dosing |
Pipette tips 100 – 1000µL | VWR | 10017-048 | For food during larval dosing |
Plastic pestles | VWR | 89093-446 | For homogenizing infected larvae |
Sucrose, crystalline | Life Technologies | 15503022 | For adult feeding |
Transfer pipet | VWR | 414004-033 | For larval transfer, must trim ends |