Name: the madagascar hissing cockroach as an alternative non-mammalian animal model to investigate virulence, pathogenesis, and drug efficacy
Uploaded: 2017-11-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Madagascar Hissing Cockroach as an Alternative Non-mammalian Animal Model to Investigate Virulence, Pathogenesis, and Drug Efficacy at JoVE.com

J. Chua, N.A. Fisher, D. DeShazer et a.m. Friedlander conçu les procédures décrites dans le manuscrit. J. Chua, N.A. Fisher, S.D. Falcinelli et D. DeShazer effectué les expériences. J. Chua a écrit le manuscrit.
Les auteurs remercient Joshua J. W. Roan, Nora D. Doyle, Nicholas R. Carter et Steven A. Tobery pour l’assistance technique excellente et David P. Fetterer et Steven J. Kern pour l’analyse statistique.
Le travaux ont été subventionnés par l’Agence de réduction proposition de défense menace #CBCALL12-THRB1-1-0270 A.M.F et #CBS. MEDBIO.02.10.rd.034 à D.D.
Opinions, les interprétations, les conclusions et les recommandations sont celles des auteurs et ne sont pas nécessairement endossées par l’armée américaine.
Le contenu de cette publication ne reflète pas nécessairement les vues ou les politiques du ministère de la défense, ni mentionne des noms commerciaux, des produits commerciaux, ou organisations impliquent l’approbation par le gouvernement américain.

1. les préparations pour le maintien d’une colonie de cafard sifflant
<ol><li>Se préparer pour les cafards sifflement à vivre dans des cages. Appliquer une fine couche de gelée de pétrole, environ 20 à 30 mm de largeur, soit à la circonférence des parois vers le haut de la cage pour éviter les cafards sifflement de l’escalade de la cage et d’échapper. NOTE : Sifflements cafards peut être logé dans une variété de conteneurs qui ont une grande surface, sont d’une hauteur suffisante et être muni...

<ol>
	<li>Sifri, C. D., Ausubel, F. M., Boquet, P., Cossart, P., Normark, S., Rappuoli, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cellular Microbiology. , 543-563 (2004).</li><li>Silcock, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+your+experiment+really+necessary?.">Is your experiment really necessary?.</a> New Sci. 134 (1817), 32-34 (1992).</li><li>Muller, U., Vogel, P., Alber, G., Schaub, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+innate+immune+system+of+mammals+and+insects.">The innate immune system of mammals and insects.</a> Contrib Microbiol. 15, 21-44 (2008).</li><li>Lavine, M. D., Strand, M. 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E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+orange+spotted+cockroach+(Blaptica+dubia,+Serville+1839)+is+a+permissive+experimental+host+for+Francisella+tularensis.">The orange spotted cockroach (Blaptica dubia, Serville 1839) is a permissive experimental host for Francisella tularensis.</a> PeerJ Preprints. 4, e1524v1522 (2016).</li></ol>

Les conditions expérimentales optimales commencent par une colonie de cafard sifflant sain, qui exige un minimum mais engagement chronologique cohérente. Bien que les sifflements de cafards peut aller pour une période relativement longue (~ semaines) sans nourriture ni eau, entretien hebdomadaire ou bi-hebdomadaire cage doit être fournie. Cela inclut vérifier la nourriture et l’approvisionnement en eau et d’assurer que la cage soit sèche. Maintien des conditions de vie sec est particulièrement important pendan...

L’utilisation d’insectes comme alternatives non-mammifère modèles animaux pour étudier la pathogenèse bactérienne et la défense de l’hôte innée a été gagne du terrain ces dernières années. Sur le plan logistique, c’est en raison de leur coût relativement peu élevé et la facilité à obtenir, manutention et à s’occuper des insectes par rapport aux mammifères. Il n’y a également aucune politique de réglementation régissant l’utilisation des insectes dans la recherche ; Il n’est pas soumis à la compétence ou les limitations imposées par un animal utilisent Comité ou un organisme gouvernemental. Insectes comme des modèles animaux de substitution se prêtent particulièrement à des études complètes pour les facteurs de virulence, interactions hôte-pathogène et les évaluations de l’efficacité des médicaments antimicrobiens. Leur utilisation peut réduire le nombre de mammifères utilisés pour la recherche ainsi surmonter certains des dilemmes éthiques inhérents à la conduite d’expérimentation animale 1,2.
Insectes peuvent servir d’hôtes substitut parce qu’il y a un haut degré de communité entre le système immunitaire inné des insectes et des mammifères 1,3. Les plasmatocytes insectes et mammifères macrophages phagocytent les microorganismes 4. La contrepartie insecte de la neutrophile est les hémocytes 5,6. Les voies de burst oxydatif intracellulaire dans les insectes et les cellules de mammifères sont similaires ; les espèces réactives de l’oxygène dans les deux sont produites par orthologues p47phox et p67phox protéines 5. Les cascades de signalisation en aval des récepteurs Toll dans les insectes et les récepteurs Toll-like et d’interleukine-1 chez les mammifères sont aussi remarquablement similaires ; tous deux entraîner la production de peptides antimicrobiens, tels que les défensines 7. Ainsi, les insectes peuvent être utilisés pour étudier des mécanismes immunitaires innées générales qui sont partagées par des métazoaires.
Un insecte appelé le Madagascar blatte du genre Gromphadorhina, est l’un de la plus grande espèce de cafard qui existe, typiquement atteignant 5 à 8 cm à maturité. Il est seulement originaire de l’île de Madagascar et se caractérise par le sifflement - rend un son qui se produit quand le cafard sifflant expulse l’air à travers les ouvertures respiratoires appelées spiracles 8. Le sifflement caractéristique sert comme une forme de communication sociale parmi les sifflements des cafards pour la parade nuptiale et agression 9 et peut être entendu quand un homme est dérangé dans son habitat. Le Madagascar blatte est un mouvement lent comparé à la blatte américaine et d’autres espèces de ravageurs urbain. Il est facile de prendre soin et de se reproduire ; un cafard sifflant enceinte peut produire des descendants de 20 à 30 à la fois. Un bébé sifflements cafard, appelé une nymphe, atteint sa maturité sexuelle à 5 mois après avoir soumis à 6 mues et peut vivre jusqu'à 5 ans dans la nature et en captivité, 8.
Nous avons utilisé le Madagascar blatte comme un hôte de remplacement pour l’infection par des pathogènes intracellulaires Burkholderia mallei, b. pseudomalleiet thailandensis b. 10,11. La virulence de ces agents pathogènes en sifflant des cafards a été comparée à leur virulence chez le modèle animal de référence pour Burkholderia, le hamster syrien. Nous avons trouvé que la dose létale 50 % (DL50) de b. pseudomallei et b. mallei était similaire dans les deux modèles 11. Fait intéressant, b. thailandensis, bien que non virulente dans le modèle de rongeur, est mortelle dans le sifflement de la blatte 11. Cette différence en ce qui concerne l’infection à b. thailandensis met en évidence l’utilité du modèle cafard sifflant ; B. thailandensis atténuant les mutants peuvent être résolues plus facilement chez la blatte sifflement que dans les modèles de rongeurs. En outre, comme b. thailandensis est souvent utilisé comme l’organisme modèle pour b. pseudomallei et mallei b. 10,12,13, identifier les mutations atténuantes il pourrait conduire à des cibles similaires dans ses cousines plus virulentes.
Malgré la différence dans la virulence de thailandensis b. chez la blatte sifflement versus le hamster syrien, facteurs de virulence critique, comme celles figurant dans le système de sécrétion de type 6-1 (T6SS-1), des mutations qui sont atténuant dans b. mallei et B. pseudomallei, sont de même atténuer pour thailandensis b. 11. Le modèle cafard sifflant est plus validé dans ce T6SS individuels mutants (T6SS-2 T6SS-6) en b. pseudomallei, qui n’ont aucune incidence sur la virulence chez les hamsters syriens, restent virulents dans le sifflement des cafards 11. Ainsi, le cafard sifflant est un modèle animal de substitution viable pour les trois espèces de Burkholderia . Récemment, nous avons utilisé le cafard sifflant comme un modèle animal de substitution pour évaluer l’efficacité de la chloroquine médicament antipaludique (CLQ) contre Burkholderia infection 10 et sa toxicité.
Nous décrivons ici l’élevage et les soins de Madagascar blatte et fournir des détails sur la façon d’infecter cet insecte avec trois espèces de Burkholderia . En outre, nous révèlent que le cafard sifflant est un modèle de substitution viable pour étudier la virulence et l’efficacité du médicament dans les infections de Burkholderia et qu’il probablement peut également servir un hôte de remplacement pour les autres bactéries pathogènes dans des études similaires.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Madagascar hissing cockroach 
			&#160;&#160; 
			&#160; 
			&#160; 
			&#160;</td>
			<td>Carolina Biological Supply Co, Burlington, NC&#160;</td>
			<td>143668</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kibbles n Bits, any flavor</td>
			<td>Big Heart Pet Brands, San Francisco, CA</td>
			<td>UPC #079100519378</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snap on disposable plastic containers or equivalent</td>
			<td>Rubbermaid, Huntersville, NC</td>
			<td>UPC #FG7F71RETCHIL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw on disposable plastic containers or equivalent</td>
			<td>Rubbermaid, Huntersville, NC</td>
			<td>UPC #FG7J0000TCHIL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tridak STEPPER series repetitive pipette</td>
			<td>Dymax Corporation 
			www.dymax.com</td>
			<td>T15469</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (1 mL)&#160;</td>
			<td>Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle (26 or 27G x 1/2)</td>
			<td>Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>305109, 305111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroquine diphosphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>C6628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>Gibco/ Thermo Fisher Scientific, Gaithersburg, MD</td>
			<td>10010023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Difco Luria- Bertani (Lennox)</td>
			<td>Becton Dickinson, Sparks, MD</td>
			<td>240230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>A1296</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>G6279</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the madagascar hissing cockroach as an alternative non-mammalian animal model to investigate virulence, pathogenesis, and drug efficacy

Beaucoup d’aspects de l’immunité innée est conservées entre les mammifères et les insectes. Un insecte, le Madagascar blatte du genre Gromphadorhina, peut être utilisé comme un modèle alternatif d’animaux pour l’étude de la virulence, l’interaction hôte-pathogène, réponse immunitaire innée et l’efficacité du médicament. Détails pour l’élevage, soins et reproduction de la blatte sifflement sont fournis. Nous montrons aussi comment il peut être infecté par des bactéries telles que les pathogènes intracellulaires Burkholderia mallei, b. pseudomallei et b. thailandensis. L’utilisation de la blatte sifflement est peu coûteuse et surmonte les questions de réglementation concernant l’utilisation des mammifères dans la recherche. En outre, trouv & eacutes en utilisant le modèle de cafard sifflant est semblables à ceux obtenus à l’aide de modèles mammifères et reproductible. Ainsi, le cafard sifflant de Madagascar représente un hôte de remplacement attrayante qui devrait être étudié lors des études chez l’animal.

Cette section illustre les résultats obtenus lors de cafards sifflant de Madagascar ont été infectées par b. mallei, b. pseudomallei, ou thailandensis b.; les résultats montrent que cet insecte est un modèle animal docile pour différentes espèces de Burkholderia dans l’étude de virulence, la toxicité et l’efficacité du médicament contre les infections bactériennes. Plus de cafards sifflement a survécu dans les groupes qui ont été infectées p...

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The Madagascar Hissing Cockroach as an Alternative Non-mammalian Animal Model to Investigate Virulence, Pathogenesis, and Drug Efficacy

Nous présentons un protocole pour utiliser la Madagascar blatte comme modèle animal non-mammifère alternatif pour mener la virulence bactérienne, pathogenèse, toxicité des médicaments, l’efficacité du médicament et études de la réponse immunitaire innée.

Le Madagascar blatte comme Alternative non-mammifère modèle Animal pour étudier la Virulence, pathogenèse et l’efficacité du médicament

Many aspects of innate immunity are conserved between mammals and insects. An insect, the Madagascar hissing cockroach from the genus Gromphadorhina, can ...

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