Sviluppo di una sonda per microscopia a forza atomica basata su pungiglione di zanzara bio-ibrida

Riepilogo

Indagini quantitative e controllate sui comportamenti di puntura degli insetti sono fondamentali per elaborare strategie efficaci per combattere le malattie trasmesse da vettori. In questo contesto, viene introdotto un metodo per fabbricare una sonda di microscopia a forza atomica (AFM) bio-ibrida.

Abstract

Le zanzare, note come gli animali più letali per l'uomo a causa della loro capacità di trasmettere malattie, rappresentano una sfida persistente per la salute pubblica. La strategia di prevenzione primaria attualmente in uso prevede l'uso di repellenti chimici, che spesso si rivelano inefficaci in quanto le zanzare sviluppano rapidamente resistenza. Di conseguenza, l'invenzione di nuovi metodi preventivi è fondamentale. Tale sviluppo dipende da una comprensione approfondita dei comportamenti di puntura delle zanzare, che richiede una configurazione sperimentale che riproduca accuratamente gli scenari di puntura reali con parametri di test controllabili e misurazioni quantitative. Per colmare questa lacuna, è stata progettata una sonda di microscopia a forza atomica (AFM) bio-ibrida, con un pungiglione biologico - in particolare, un labbro di zanzara - come punta. Questa sonda bio-ibrida, compatibile con i sistemi AFM standard, consente una simulazione quasi autentica dei comportamenti di penetrazione delle zanzare. Questo metodo segna un passo avanti nello studio quantitativo dei meccanismi di puntura, portando potenzialmente alla creazione di barriere efficaci contro le malattie trasmesse da vettori (VBD) e aprendo nuove strade nella lotta contro le malattie trasmesse dalle zanzare.

Introduzione

L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha riferito che le malattie trasmesse da vettori (VBD) rappresentano oltre il 17% di tutte le malattie infettive, che causano più di 7.000.000 di decessi all'anno a livello globale. Ad esempio, essendo l'animale più letale del mondo, le zanzare diffondono numerosi agenti patogeni, come dengue, malaria e Zika, attraverso artropodi che si nutrono di sangue, provocando 700 milioni di infezioni ogni anno^. Le esplorazioni verso lo sviluppo di misure efficaci per prevenire le VBD sono di fondamentale importanza, tra cui l'imitazione dei comportamenti di penetrazione delle zanzare per studiare i loro meccan....

Protocollo

La specie di zanzara utilizzata per questo protocollo è una femmina adulta non infetta di Aedes aegypti (A. aegypti), ricevuta congelata e conservata in un congelatore a -20 °C. La specie è stata fornita dal NIH/NIAID Filariasis Research Reagent Resource Center per la distribuzione attraverso BEI Resources, NIAID, NIH: Aedes aegypti non infetta, ceppo Black Eye Liverpool (Frozen), NR-48920. I reagenti e le attrezzature utilizzate per lo studio sono elencati nella tabella dei materiali.

1. Sezionare il labbro dalla proboscide

1. Usando una pinzetta, posiziona una zanzara mor....

Discussione

La fase 1 del protocollo ha lo scopo di pulire il campione biologico dal labbro indesiderato. Per ottenere ciò, viene praticata un'incisione sul labbro, ma non sul fascicolo, che si trova direttamente sotto il labbro (Figura 1). Poiché il fascicolo e il labbro non sono uniti insieme alla loro interfaccia (cioè, il labbro è libero di scorrere lungo il fascicolo ed è tenuto in posizione solo dal suo attacco alla testa della zanzara), l'incisione eseguita ha lo scopo di separare parte del .......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
5-SA-SE Straight Tapered Ultra Fine-Pointed Tweezers	Excelta	N/A	For manipulating/dissecting the proboscis.
C-4D Probe station	Everbeing Int’l Corp	N/A	Used for AFM assembly.
Tipless Tapping Mode Cantilever	NanoAndMore USA	TL-NCH	AFM cantilever used for mounting the labrum. Specs are shown here: Shape: Beam Force Constant: 42 N/m (10 - 130 N/m) Resonance Frequency: 330 kHz (204 - 497 kHz) Length: 125 µm (115 - 135 µm) Width: 30 µm (22.5 - 37.5 µm) Thickness: 4 µm ( 3 - 5 µm)
UV Expoxy	Let's resin	ALR00146	For stinger attachment.