Kültür mikrosporidian parazit Edhazardia aedisiçin bir protokol . Parazit aedes aegypti sivrisinek bir nesil sonraki larva aşamasında yatay transfer ve yetişkin aşamasında dikey iletim takip yoluyla geçit edilir. Canlı sporoplazmlar enfekte yumurtalarda uzun süreli hayatta kalırlar.
Edhazardia aedis Aedes aegypti sivrisinekbir mikrosporidian parazit, her yıl hastalık vakaları milyonlarca neden birden fazla arboviruses ileten bir hastalık vektörüdür. E. aedis sivrisinek vektöründe mortalite ve azalmış üreme uygunluğuna neden olur ve biyokontrol ajanı olarak potansiyeli araştırılmıştır. E. aedis’in kültüre atımı için sunduğumuz protokol, sivrisinek konakının farklı yaşam evrelerinde hem yatay hem de dikey iletimi içeren doğal enfeksiyon döngüsüne dayanmaktadır. Ae. aegypti sivrisinekler larva aşamasında sporlara maruz kalmaktadır. Bu enfekte larvalar daha sonra yetişkinlere olgunlaşır ve paraziti yavrularına dikey olarak iletirler. Enfekte yavrular daha sonra gelecekteki yatay iletim için sporkaynağı olarak kullanılır. Culturing E. aedis parazityaşam döngüsünün karmaşıklığı göz önüne alındığında uninitiated zor olabilir, ve bu protokol açıklama için ayrıntılı rehberlik ve görsel yardımlar sağlar.
Aedes aegypti birden fazla arboviruses sivrisinek vektörüdür (örneğin, dang, Zika, sarı humma) birlikte her yıl hastalık vakalarıyüzmilyonlarca ve 30.000 ‘den fazla ölüm1,2hesap tahmin edilmektedir . Bu patojenlerin neden olduğu hastalıkların tedavisi destekleyici bakım ile sınırlıdır ve gelecekte ek arbovirüslerin ortaya çıkması muhtemeldir3. Bu nedenle sivrisinek vektörünün kontrolü birincil öneme sahiptir, çünkü mevcut ve gelişmekte olan patojenlerin bulaşmasını etkin bir şekilde önler4. Geleneksel olarak, vektör kontrol stratejileri öncelikle kimyasal insektisitler kullanmak, ancak birçok yaygın olarak kullanılan insektisitler direnç vektör kontrolü yeni yöntemler için talep tahrik etmiştir. Ae. aegypti karşı biyokontrol özellikleri için araştırılmış olan bir potansiyel ajan parazit Edhazardia aedis5,6.
E. aedis, ilk olarak 1930 yılında Kudo tarafından Nosema aedis olarak tanımlanan, Ae. aegypti sivrisinek7bir mikrosporidian parazit . E. aedis gelişimi ve üreme nispeten karmaşık ve yaşam döngüsü birden fazla şekilde devam edebilirsiniz7,8,9. Becnel ve ark., 19897’de derinlemesine açıklanan yaygın bir gelişim döngüsü (Şekil 1)8. Kısaca, döngüsü ne zaman Ae. aegypti yumurta dikey E. aedis ile enfekte yağ vücudunda uninucleate sporları geliştirmek enfekte larvaiçine yumurtadan başlar, ve genellikle larva veya pupa olarak ölmek. Ölü larvalardan salınan uninucleate sporlar yaşam alanını kirletir ve sağlıklı Ae. aegypti larvaları tarafından yutulmaktadır. Bu sporlar öncelikle sindirim sisteminde çimlenir, maruz kalan larvaların sindirim dokusunu enfekte ederek yatay iletimle sonuçlanır. Yatay enfekte larvalar, binükleat sporlarının oluştuğu yetişkinlere (ebeveyn nesli) dönüşür. Dişide, bu binükleat sporları üreme sistemi işgal ve ilişkili sporoplazm gelişmekte olan yumurta hücrelerini enfekte. Bu yumurtalar daha sonra enfekte larvalar içine yumurtadan (filial nesil), parazit dikey iletimi ve yukarıda açıklandığı gibi döngüsünün devamı ile sonuçlanan.
Birçok çalışma biyokontrol için E. aedis potansiyelini araştırdık. E. aedis enfeksiyonua neden olduğu gösterilmiştir Ae. aegypti dişilerin üreme kapasitesi azalmıştır10. Ayrıca, bir yarı alan deneyde, E. aedis inundative sürümü bir test Ae. aegypti popülasyon taramalı muhafaza içinde tutulan toplam eradikasyon sonuçlandı6. Sivrisinek türlerinin çeşitli bir dizi geliştirme bazı aşamalarında geçmesi mümkün iken, E. aedis sadece dikey Ae. aegyptiiletilir , ev sahibi özgüllük yüksek derecede gösteren11,12. Aynı şekilde, E. aedisile ilişkili potansiyel çevresel riskin bir laboratuvar değerlendirmesinde, mikrosporidian parazit E. aedis13ile enfekte Ae. aegypti larvaları yutulan yırtıcılar da dahil olmak üzere, hedef olmayan sucul fauna, enfekte başarısız oldu. Bu sonuçlar, Doğal Ae. aegypti popülasyonlarını hedefleyen biyolojik kontrol stratejilerinde E. aedis’in kullanılma potansiyelini vurgulamaktadır.
E. aedis vektör kontrolünde kullanım için umut vaat etmesine rağmen, onu daha geniş bir ölçekte dağıtmak ve katmanlamak için zorluklar vardır. E. aedis sporları soğuk sıcaklıklarda (yani 5 °C) bir günden daha kısa sürede enfektiflik kaybederler. Daha sıcak sıcaklıklarda bile (yani, 25 °C), sporlar üç hafta boyunca hızla enfekteliğinikaybederler 14. Ayrıca, E. aedis canlı Ae. aegypti sivrisinek kültürlü olmalı ve sağlıklı larva sivrisinek kontrollü dosing yaşam döngüsünün tamamlanmasını sağlamak ve kültür için kullanılan nüfusun çöküşünü önlemek için gereklidir8. In vivo culturing gereksinimi bir meydan okuma sunuyor; ancak, sivrisinek kütle yetiştirme ve robotik (örneğin, Massaro ve ark.15)son gelişmeler E. aedis sporların büyük ölçekli nesil için izin verebilir. Bu metodolojinin görselleştirilmesinin E. aedis yetiştirme protokolüne erişilebilirliği artıracağını ve daha fazla araştırmacının bu sistemin temel biyolojisini ve uygulama potansiyelini araştırmasına olanak sağlayacağını öngörüyoruz. Ayrıca mühendisler, robotikçiler ve E. aedis’inkitlesel yetiştirilmesine hizmet edecek daha geniş teknoloji sektörü ile artan işbirliklerini kolaylaştıracağını tahmin ediyoruz.
Şekil 1: Ae. aegypti’de E. aedis yayılımı. E. aedis’in yayılması yumurtadan çıkma ile başlar E. aedis enfekte yumurta. Enfekte larvalar4 instar, E. aedis sporları bu larvalar izole edilir ve sporlar ağızdan sağlıklı enfekte etmek için kullanılır 2nd/3 yumurta bir enfekte debriyaj (yatay iletim). Bu sözlü enfekte larvalar daha sonra yetişkinlik (ebeveyn nesil) yetiştirilen ve Yumurtlama Yumurtlama E. aedis (dikey iletim) ile enfekte. Enfekte yumurta (filial nesil) daha sonra enfeksiyon döngüsü ve parazit kültürü devam etmek için yumurtadan vardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Burada yöntem aslında Hembree ve Ryan, 19828 Ae. aegypti sivrisinek E. aedis microsporidia yetiştirme için açıklanan sunuyoruz. Bu çalışmada kullanılan E. aedis suş 1979 yılında Tayland Stephen Hembree tarafından orijinal alan koleksiyonundan türetilmiştir 197919. Yöntem, paraziti kontrollü bir şekilde yaymakiçin doğal olarak E. aedis7iletim döngüsünde oluşan yatay iletimden yararlanılır. Bu yöntem spor görünümü, larvaenfeksiyon belirtileri, ya da başarıyla çok aşamalı yetiştirme / dosing protokolü tamamlamak için gerekli koordinasyon aşina olmayan yeni gelenler için zor olabilir. Umudumuz, bu protokole eşlik eden görsel yardımların E. aedis kültürünü isteyen araştırmacıların giriş engellerini azaltmasıdır.
Yukarıda açıklandığı gibi Ae. aegypti’de E. aedis’i yaydık ve filial jenerasyonda parazitizmin başarısını ölçtün. Kısaca, E. aedis enfekte Ae. aegypti yumurta,4 instar onları yetiştirilen ve enfekte larvalar uninucleate E. aedis sporları toplandı. Daha sonra yatay oral yutma yoluyla bu sporlar ile sağlıklı larva enfekte, ve yetişkinlik için yatay enfekte larva yetiştirilen. Biz kan enfekte yetişkinler (ebeveyn nesil) beslenen ve yumurta (filial nesil), biz varsayımsal yumurta, dikey E. aedis parazit ile enfekte olacağını. Filial neslinden yumurtalar çıkarmış ve larvaların bir alt kümesini toplayıp homojenize ettik. E. aedis ile enfekte olan larvaların yüzdesini ve tüm enfekte bireylerdeki toplam spor sayısını ölçtük. Biz büyük çoğunluğu (%96) bulundu bireylerin enfekte edildi ve enfekte larvaortalama spor yükü ~ 105oldu. Yetiştirme protokolümüzün Ae. aegypti sivrisineklerinde E. aedis’in son derece başarılı bir şekilde yayılmasıyla sonuçlandığı sonucuna varıyoruz.
Bu protokolün, özellikle başlatılmamış kullanıcı için zor olabilecek birden çok yönü vardır. Aşağıda yardımcı olabilecek bazı ek bilgiler sunuyoruz. Genel sivrisinek yetiştirme ile ilgili sorular için, Ae. aegypti koloni bakım için tam bir rehber bu protokolün kapsamı dışındadır. Ancak, birçok ortak sorular Biyosavunma ve Gelişmekte Olan Enfeksiyonlar Araştırma Kaynakları Deposu16,17 yumurtadan, genel diyet ihtiyaçları, konut ve çevre koşulları ve kan besleme de dahil olmak üzere kaynaklar tarafından ele alınabilir. Enfeksiyon zaman çizelgesi ile ilgili olarak, enfekte yumurtadan larvalar4 instar aşamasında geç kadar enfeksiyon belirtisi göstermez. Uninucleate sporlar hızla görünür, 1-2 gün boyunca. Larvalar 6 gün sonra kuluçkadan sonra neredeyse enfekte olmamış görünebilir ler ancak 7 veya 8 gün sonra çok enfekte olmuş olabilirler. Ayrıca, homojenize örneklerde sporları görselleştirmek zor olabilir, çünkü tüm sivrisinek homojenatlarında bulunan diğer birçok mikrop vardır, buna E. aedis uninucleate sporlar gibi benzer boyuttaki diğer ökaryotik tek hücreli organizmalar (örneğin, maya) da dahildir. E. aedis sporlarının ayırt edici şekli(Şekil 2A)tanımlama için son derece güvenilir bir yöntemdir ve E. aedis’in homojendeki diğer mikroplardan ayırt edilmesine yardımcı olur. Tanımlama veya niceleme için gerekli olmasa da, spor arınması isteniyorsa, E. aedis sporlarının homojendeki diğer kirletici elementlerden ayrılmasına olanak sağlayacak kolloidal silika yoğunluk gradyan santrifüj ile elde edilebilir. Bu süreç Solter ve ark.20’deayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Yetiştirme uygulamalarında kullanılan sıcaklık ve diyet genellikle laboratuvarlar arasında farklılık gösterir, ancak varyasyonlar büyük olasılıkla hala başarılı parazit yayılımı sağlayacaktır. Larva gıda tipindeki küçük farklılıklar başarılı enfeksiyona engel değildir, ancak bu protokolde farklı gıda türlerini açıkça test etmedik. Sıcaklık enfeksiyonu üzerindeki etkisi test edilmiştir ve E. aedis enfeksiyonu21sıcaklık geniş bir yelpazede sağlam olduğu bulunmuştur. Maksimum spor üretimi 30.8 °C’de meydana geldi ancak 20 °C’ye kadar düşük yetiştirme sıcaklıklarında hala sağlamdı. Spor sayısı yüksek yetiştirme sıcaklıklarında (36 °C) önemli ölçüde azalmıştır, bu nedenle bu protokol için bu sıcaklıklardan kaçınılmalıdır.
Parazitlerle çalışırken kontaminasyon her zaman bir sorundur. E. aedis Ae. aegypti başarılı bir parazit ve bu nedenle kontaminasyonu önlemek için enfekte olmayan laboratuvar kolonileri ayrı tutulmalıdır. Mümkünse enfekte sivrisineklerin ayrı bir kuvözde depolanmasını öneriyoruz. Ayrıca mikrosporidia çalışması için kullanılan malzemelerin (örneğin, larva tepsileri, transfer pipetleri, kafesler, yumurta toplama kapları) mikrosporidia çalışmaları için belirlenmesini ve böcek boyunca daha geniş bir şekilde kullanılmaması önerilir. Tüm yetiştirme malzemeleri kullanımdan sonra %10 çamaşır suyu ile sterilize edilmelidir ve otoklavlama çamaşır suyu sterilizasyonunu tamamlamak için kullanılabilir.
The authors have nothing to disclose.
Spencer Blankenship’e sivrisinek yetiştiriciliğinde yardım ları için teşekkür ederiz. Ayrıca James N. Radl ve M. Dominique Magistrado’ya el yazması hakkında yararlı geri bildirimler için teşekkür ederiz.
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 |