JoVE Journal > Immunology and Infection
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Immunology and Infection

Galleria mellonella Waxworm enfeksiyon modeli Dissemine kandidiyazis için

Published: November 17, 2018
doi:
10.3791/58914
, ,
1Department of Microbiology,The Ohio State University, 2Department of Microbial Infection and Immunity,The Ohio State University

Summary

Galleria mellonella Dissemine kandidiyazis için omurgasız bir model olarak hizmet vermektedir. Burada, enfeksiyon ayrıntılı protokol ve modelin etkinliği için destek veri sağlar.

Abstract

Candida türlerinin ortak mantar commensals deride, mukozal yüzeyler ve gastrointestinal sistem kolonize insanlar vardır. Belirli koşullar altında onların doğal niş araştırma onların ilişkili yüksek mortalite oranları nedeniyle önemli bir odak noktası olan, iyi olarak yaşamı tehdit eden sistemik enfeksiyonlar olarak mukozal hastalık zayıflatıcı kaynaklanan Candida sarmak. Hayvan modelleri Dissemine enfeksiyon hastalığı ilerleme eğitim ve Candida patojenitesi özellikleri dissekan için mevcut. Bunlar sistemik virülans yüksek üretilen iş araştırmalar için düşük maliyetli bir deneysel araç Galleria mellonella waxworm enfeksiyon modeli sağlar. Birçok diğer bakteriyel ve ökaryotik bulaşıcı yaygın olarak kabul edilen modeli sistemi yapım o patojenitesi, anlamak için G. mellonella içinde etkili bir şekilde incelenmiştir. Henüz, G. mellonella bulaştırmak için kullanılan yöntem varyasyon fenotipik sonuçları değiştirmek ve sonuçların yorumlanması zorlaştırıyor. Burada, avantajları ve dezavantajları sistemik Candida Patogenez çalışma ve tekrarlanabilirlik geliştirmek için bir yaklaşım detay waxworm modelinin anahat. Sonuçlarımız G. mellonella mortalite kinetik aralığı vurgulamak ve bu kinetik modüle değişkenler açıklanmaktadır. Sonuçta, bu yöntem virülans Dissemine kandidiyaz, bir modeli eğitim için etik, hızlı ve uygun maliyetli bir yaklaşım gibi duruyor.

Introduction

Candida türlerinin çoğu fırsatçı patojenler olarak ortaya yeteneğine sahip ortak insan commensals ağır immün ve dysbiotic hastalar. Her ne kadar pek çok Candida tür hastalığa neden olabilir, C. albicans Dissemine kandidiyazis1,2en yaygın nedeni. Sistemik hastalığı kan dolaşımına daha önce kısıtlayıcı ana engelleri ya doğrudan penetrasyon veya cerrahi siteleri ve diğer ihlaller vücut3giriş aracılığıyla erişme C. albicans kaynaklanır. Candida türleri çeşitli filamentation, biyofilm oluşumu, bağışıklık hücre kaçırma ve kaçış ve4atma demir de dahil olmak üzere ana bilgisayar içinde sistemik hastalığı neden patojenik kullanmaktadır. Vitro yaklaşımlar bireysel patojenik mekanizmaların araştırmak için vardır, ancak hayvan modelleri hastalık sonucu5,6tamamını araştırmak için en iyi seçenek sunmaya devam ediyoruz. Önceki araştırma vivo içinde7,8çoğaltmak başarısız virülans in vitro araştırmalar umut verici, birçok örnekleri ayrıntılı. Böylece, hayvan modelleri yine virülans değerlendirmek gerekir içinde vivo. Çoğu hastalık modelleri C. albicans yetersizlik doğal komensal9fare sistemleri kolonize rağmen insan enfeksiyonları için bir vekil olarak hizmet verecek fareler güveniyor. Dissemine kandidiyazis omurgasız modelleri arasında Yuvarlak solucanlar Caenorhabditis elegans, meyve Drosophila melanogasterve waxworm Galleria mellonella, her ne kadar sinek temel farklar hakkında endişeler temel fizyolojisi ana bilgisayar vücut sıcaklığı ve maruz kalma yolları onların geniş kabul10,11. engel

Son olarak, G. mellonella waxworm enfeksiyon modeli modeli patojenitesi bakteriyel ve fungal patojenlerin12,13,14, geniş bir aralığı için kabul edilmiştir. Bu modelin avantajları onun nispeten düşük maliyetli, yüksek üretilen iş dahil, kullanım kolaylığı ve Etik kaygılar ile ilgili hayvan ihsan fare modellerle karşılaştırıldığında sınırlı. Araştırmacılar için bu test birden çok değişken, daha güçlü güven aralıkları, daha hızlı deneme ve bypass hayvan iletişim kurallarının artan yeteneği çevirir. G. mellonella hızla pertürbasyon klinik yalıtır11arasında,15 biyofilm oluşumu, filamentation ve gen düzenleme için gerekli genleri takip C. albicans virülans değerlendirmek için bir platform olarak hizmet vermiştir ,16. Son yıllarda yapılan çalışmalarda soruşturma antifungal etkinliğinin farmakokinetik uyuşturucu etkinlik ve direnç Aksi takdirde zor ve zaman alıcı vivo içinde ayarları’nın altında değerlendirmek için G. mellonella kullanarak dahil var. 17,18. Henüz, G. mellonella C. albicans virülans çalışmaların varyasyon deneyleri ve farklı virülans fenotipleri üretmek araştırma grupları arasında tutarsız iletişim kuralları içinde bildirildi yüksek düzeyde karmaşık bir hal Fareler waxworms11,13,19,20,ve21arasında. Burada, bir G. mellonella protokol C. albicans enfeksiyonları, artış tekrarlanabilirlik virülans deneylerde standartlaştırmak ve tutarlılık virülans antikorundan daha önce açıklanan çalışmaları ile göstermek için anahat modelleri.

Önceki çalışmalar türü gibi (MTL) odağı kromozom 5 üzerinde çiftleşme C. albicans hücre kimliğini ve yetkinlik Saccharomyces cerevisiae ve diğer Ascomycete mantar22benzer çiftleşme düzenleyen gösterdi. C. albicans yalıtır çoğunluğu MTL odağı her biri MTLbir ve MTLα gen (MTLbir/α) kodlama Heterozigoz ve sonuç olarak steril15, vardır 23 , 24. heterozygosity (LOH) veya mutasyon yoluyla MTL gen kaybı olur homozigoz MTLbir veya fenotipik anahtarından steril ‘beyaz’ durumuna geçirmek için MTLα suşları yetkili ‘opak’ devlet25çiftleşme. Önceki çalışma MTL heterozygosity kaybı da virülans sistemik enfeksiyon fare modelleri farklı zorlanma arka planlar26arasında azaltır vurgulanmış bulunmaktadır. Burada, G. mellonella modeli Dissemine kandidiyazis MTL heterozygosity G. mellonellavirülans için katkısını tasvir için genetik olarak benzer bir deneysel set kullanarak için ayrıntılı. Biz MTL yapılandırma C. albicans patojenitesi, etkilemiş nerede MTLα suşları MTLbir/α ve MTLbir hücre, benzer bulgular ile ilgili olarak daha az öldürücü olduğunu gösterir fare enfeksiyon modeli26içinde.

Protocol

Tüm yöntem tanımlamak omurgasız ana bilgisayarların kullanımı üzerinde itimat ve kurumsal hayvan bakım ve kullanmak Komitesi (IACUC) onayı gerektirmeyen. 1. galleria mellonella Waxworm larvalar Toptancılar ve bu hormonlar, antibiyotikler veya diğer tedavilere larvalar tanıtmak değil ve gemi ve canlı örnekler teslim edebiliyoruz tedarikçilerden sipariş larvaları. Bütün larva deneme süresince aynı tedarikçiden satın almak emin olun. 30 ° C civ…

Representative Results

Burada, G. mellonella waxworms C. albicanskullanarak enfeksiyon Dissemine kandidiyazis modeli araştırmak için kullanmak için tekrarlanabilir bir yöntemi göstermektedir. Uygun bir depolama, bakım ve larva için hastalık yelpazesi tekrarlanabilirlik G. mellonella mortalite (Şekil 1A) sigortalanması kritik bileşeni vardır. Etkin olan sağlıklı larvalar var açık sarı/tan renk ve eksikliği siyah yamalar…

Discussion

G. mellonella waxworm modeli C. albicans virülans hızlı ve tekrarlanabilir analizi için etkili bir araç duruyor. Bu ayrıntılı iletişim kuralı aynı site için tanımlanmış bir bulaşıcı doz tutarlı teslim üzerine larva bir dizi dayanır. Larvalar ilk varış ve alış irsaliyesi izleyen on gün arasında kullanımı benzer sonuçlar üretilen ise bulaşıcı doz G. mellonella mortalite üzerinde derin bir etkisi vardır. MTLα alleli bozulma larva ölüm değiştirmemey…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar bu çalışmada kullanılmak Galleria mellonella edinmenizde Pamela Washington ve Leah Anderson yardım kabul etmek istiyorum.

Materials

Galleria mellonella Snackworms.com Buy twice as many worms as expected to use
10 uL, Model 1701 N SYR Cemented needle, 26G, type 2 syringe Hamilton 80000
Petri dish, 100X15 mm, 500 pack Fisher FB0875712
Microcentrifuge tube, 1.7 mL, 500 pack VWR 87003-294
Phosphate Buffered Saline (Biotechnology grade), 500 mL VWR 97062-818
Ethanol absolute, ≥99.5% pure, 500 mL Millipore Sigma EM-EX0276-1S
autoclaved ddH2O
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kauffman, C. A., et al. Prospective multicenter surveillance study of funguria in hospitalized patients. The National Institute for Allergy and Infectious Diseases (NIAID) Mycoses Study Group. Clinical Infectious Diseases. 30 (1), 14-18 (2000).
  2. Horn, D. L., et al. Epidemiology and outcomes of candidemia in 2019 patients: data from the prospective antifungal therapy alliance registry. Clinical Infectious Diseases. 48 (12), 1695-1703 (2009).
  3. Pfaller, M. A., Diekema, D. J. Epidemiology of invasive candidiasis: a persistent public health problem. Clinical Microbiology Reviews. 20 (1), 133-163 (2007).
  4. Sardi, J. C., Scorzoni, L., Bernardi, T., Fusco-Almeida, A. M., Mendes Giannini, M. J. Candida species: current epidemiology, pathogenicity, biofilm formation, natural antifungal products and new therapeutic options. Journal of Medical Microbiology. 62, 10-24 (2013).
  5. Segal, E., Frenkel, M. Experimental in Vivo Models of Candidiasis. J Fungi (Basel). 4 (1), (2018).
  6. Conti, H. R., Huppler, A. R., Whibley, N., Gaffen, S. L. Animal models for candidiasis. Current Protocols in Immunology. 105, 11-17 (2014).
  7. Heymann, P., et al. The siderophore iron transporter of Candida albicans (Sit1p/Arn1p) mediates uptake of ferrichrome-type siderophores and is required for epithelial invasion. Infection and Immunity. 70 (9), 5246-5255 (2002).
  8. Priest, S. J., Lorenz, M. C. Characterization of Virulence-Related Phenotypes in Candida Species of the CUG Clade. Eukaryotic Cell. 14 (9), 931-940 (2015).
  9. Savage, D. C., Dubos, R. J. Localization of indigenous yeast in the murine stomach. J Bacteriol. 94 (6), 1811-1816 (1967).
  10. Ewbank, J. J., Zugasti, O. C. elegans: model host and tool for antimicrobial drug discovery. Disease Models & Mechanisms. 4 (3), 300-304 (2011).
  11. Amorim-Vaz, S., Delarze, E., Ischer, F., Sanglard, D., Coste, A. T. Examining the virulence of Candida albicans transcription factor mutants using Galleria mellonella and mouse infection models. Frontiers in Microbiology. 6, 367 (2015).
  12. Harding, C. R., Schroeder, G. N., Collins, J. W., Frankel, G. Use of Galleria mellonella as a model organism to study Legionella pneumophila infection. Journal of Visualized Experiments. (81), e50964 (2013).
  13. Jacobsen, I. D. Galleria mellonella as a model host to study virulence of Candida. Virulence. 5 (2), 237-239 (2014).
  14. Tsai, C. J., Loh, J. M., Proft, T. Galleria mellonella infection models for the study of bacterial diseases and for antimicrobial drug testing. Virulence. 7 (3), 214-229 (2016).
  15. Hirakawa, M. P., et al. Genetic and phenotypic intra-species variation in Candida albicans. Genome Research. 25 (3), 413-425 (2015).
  16. Dunn, M. J., Kinney, G. M., Washington, P. M., Berman, J., Anderson, M. Z. Functional diversification accompanies gene family expansion of MED2 homologs in Candida albicans. PLoS Genetics. 14 (4), (2018).
  17. Astvad, K. M. T., Meletiadis, J., Whalley, S., Arendrup, M. C. Fluconazole Pharmacokinetics in Galleria mellonella Larvae and Performance Evaluation of a Bioassay Compared to Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry for Hemolymph Specimens. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 61 (10), (2017).
  18. Mesa-Arango, A. C., et al. The non-mammalian host Galleria mellonella can be used to study the virulence of the fungal pathogen Candida tropicalis and the efficacy of antifungal drugs during infection by this pathogenic yeast. Med Mycol. 51 (5), 461-472 (2013).
  19. Brennan, M., Thomas, D. Y., Whiteway, M., Kavanagh, K. Correlation between virulence of Candida albicans mutants in mice and Galleria mellonella larvae. FEMS Immunology and Medical Microbiology. 34 (2), 153-157 (2002).
  20. Fuchs, B. B., O’Brien, E., Khoury, J. B., Mylonakis, E. Methods for using Galleria mellonella as a model host to study fungal pathogenesis. Virulence. 1 (6), 475-482 (2010).
  21. Kavanagh, K., Fallon, J. P. Galleria mellonella larvae as models for studying fungal virulence. Fungal Biology Reviews. 24 (1-2), 79-83 (2010).
  22. Hull, C. M., Johnson, A. D. Identification of a mating type-like locus in the asexual pathogenic yeast Candida albicans. Science. 285 (5431), 1271-1275 (1999).
  23. Legrand, M., et al. Homozygosity at the MTL locus in clinical strains of Candida albicans: karyotypic rearrangements and tetraploid formation. Molecular Microbiology. 52 (5), 1451-1462 (2004).
  24. Lockhart, S. R., et al. In Candida albicans, white-opaque switchers are homozygous for mating type. Genetics. 162 (2), 737-745 (2002).
  25. Miller, M. G., Johnson, A. D. White-opaque switching in Candida albicans is controlled by mating-type locus homeodomain proteins and allows efficient mating. Cell. 110 (3), 293-302 (2002).
  26. Wu, W., Lockhart, S. R., Pujol, C., Srikantha, T., Soll, D. R. Heterozygosity of genes on the sex chromosome regulates Candida albicans virulence. Molecular Microbiology. 64 (6), 1587-1604 (2007).
  27. Herrero, A. B., et al. KRE5 gene null mutant strains of Candida albicans are avirulent and have altered cell wall composition and hypha formation properties. Eukaryotic Cell. 3 (6), 1423-1432 (2004).
  28. Hall, R. A., et al. The Mnn2 mannosyltransferase family modulates mannoprotein fibril length, immune recognition and virulence of Candida albicans. PLoS Pathogens. 9 (4), 1003276 (2013).
  29. Wojda, I. Immunity of the greater wax moth Galleria mellonella. Journal of Insect Science. 24 (3), 342-357 (2017).
  30. Bergin, D., Reeves, E. P., Renwick, J., Wientjes, F. B., Kavanagh, K. Superoxide production in Galleria mellonella hemocytes: identification of proteins homologous to the NADPH oxidase complex of human neutrophils. Infection and Immunity. 73 (7), 4161-4170 (2005).
  31. Lange, A., et al. Genome Sequence of Galleria mellonella (Greater Wax Moth). Genome Announcements. 6 (2), (2018).
  32. Krappmann, S. Lightning up the worm: How to probe fungal virulence in an alternative mini-host by bioluminescence. Virulence. 6 (8), 727-729 (2015).
  33. Chowdhary, A., Voss, A., Meis, J. F. Multidrug-resistant Candida auris: ‘new kid on the block’ in hospital-associated infections. Journal of Hospital Infection. 94 (3), 209-212 (2016).
  34. Delarze, E., Ischer, F., Sanglard, D., Coste, A. T. Adaptation of a Gaussia princeps Luciferase reporter system in Candida albicans for in vivo detection in the Galleria mellonella infection model. Virulence. 6 (7), 684-693 (2015).

Tags

Galleria MellonellaWaxwormDisseminated CandidiasisCandida Infection ModelC. AlbicansYeastVirulenceGene ContributionAnimal-freeRobustFastCheapHigh-throughputYeast-peptone-dextrose BrothPBSCell CountingInfectious DoseCFU

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Dunn, M. J., Woodruff, A. L., Anderson, M. Z. The Galleria mellonella Waxworm Infection Model for Disseminated Candidiasis. J. Vis. Exp. (141), e58914, doi:10.3791/58914 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image