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
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J. Chua, N.A. Fisher, D. DeShazer e A.M. Friedlander projetado os procedimentos descritos no manuscrito. J. Chua, N.A. Fisher, S.D. Falcinelli e DeShazer D. realizados os experimentos. J. Chua escreveu o manuscrito.
Os autores agradecer Joshua J. W. Roan, Nora D. Doyle, Nicholas R. Carter e Steven A. Tobery para obter assistência técnica excelente e David P. Fetterer e Steven J. Kern para a análise estatística.
O trabalho foi apoiado pela defesa ameaça redução Agência proposta #CBCALL12-THRB1-1-0270 A.M.F e #CBS. MEDBIO.02.10.Rd.034 de D.D.
Opiniões, interpretações, conclusões e recomendações são as dos autores e não são necessariamente endossadas pelo exército dos EUA.
O conteúdo desta publicação não reflete necessariamente as opiniões ou políticas do departamento de defesa, nem faz menção de nomes comerciais, produtos comerciais, ou organizações implicam o endosso pelo governo dos EUA.

1. os preparativos para a manutenção de uma colônia barata sibilante
<ol><li>Prepare as gaiolas para as assobios baratas viver. Aplique uma camada fina de vaselina, cerca de 20 a 30 mm de largura, para a circunferência das paredes internas perto do topo da gaiola para impedir que as baratas sibilantes de escalar fora da gaiola e escapar. Nota: Assobio baratas pode ser alojado em uma variedade de recipientes que tem um grande espaço, são de altura suficiente e têm tampas. Use gaiolas de rato (~ 43 x 23 cm x 20...

<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>

Óptimas condições experimentais começam com uma colônia barata sibilante saudável, que exige um mínimo mas compromisso consistente. Embora o assobio baratas pode ir para um período relativamente longo de tempo (~ semanas) sem comida e água, manutenção de bi-semanal ou gaiola deve ser fornecida. Isso inclui verificação de alimentos e abastecimento de água e garantindo que a gaiola é seca. Manutenção das condições de vida seca é especialmente importante durante a aclimatação e incubação em temperatu...

O uso de insetos como alternativos não-mamíferos de modelos animais para estudar a patogênese bacteriana e defesa inata do hospedeiro vem ganhando impulso nos últimos anos. Logisticamente, isto é devido ao seu custo relativamente barato e a facilidade na obtenção, manipulação e cuidar dos insetos em relação aos mamíferos. Existe também uma política regulamentar que regem o uso de insetos na investigação; Não é sujeita a alçada ou restrições estabelecidas por qualquer animal usam Agência Comitê ou governo. Insetos como modelos animais de substituto são particularmente aptos para estudos de rastreio abrangente para fatores de virulência, interações patógeno-hospedeiro e avaliações da eficácia de drogas antimicrobianas. Seu uso pode reduzir o número de mamíferos utilizados para a investigação, assim, superar alguns dos dilemas éticos inerentes à realização da experimentação animal 1,2.
Insetos podem servir como anfitriões substituto porque há um alto grau de semelhança entre os sistemas imune inatas de insetos e mamíferos 1,3. Ambos plasmatocytes insetos e mamíferos macrófagos fagocitam microorganismos 4. A contraparte inseto o neutrófilo é o hematócito 5,6. Vias de explosão oxidativa intracelular no inseto e células de mamíferos são semelhantes; espécies reativas de oxigênio em ambos são produzidos pela ortólogos p47phox e p67phox proteínas 5. As cascatas de sinalização a jusante de receptores Toll em insetos e receptores Toll-like e interleucina-1 nos mamíferos também são notavelmente semelhantes; ambos resultam na produção de peptídeos antimicrobianos, tais como defensinas 7. Assim, os insetos podem ser utilizados para estudar gerais mecanismos imunes inatos que são compartilhados por metazoários.
Um inseto chamado Madagascar silvando barata do gênero Gromphadorhina, é uma das maiores espécies barata que existe, geralmente, atingindo 5 a 8 cm na maturidade. É nativo apenas para a ilha de Madagáscar e é caracterizada pelo som sibilante - faz um som que é produzido quando a Barata sibilante expele o ar através de aberturas respiratórias chamados espiráculos 8. O silvo característico serve como uma forma de comunicação social entre assobios baratas para namoro e agressão 9 e pode ser ouvido quando um macho é perturbado em seu habitat. O Madagascar silvando barata é movendo-se lento em comparação com a barata americana e outras espécies de pragas urbanas. É fácil de cuidar e se reproduzem; uma barata sibilante grávida pode produzir 20 a 30 filhotes por vez. Um bebê silvando barata, chamada uma ninfa, atinge a maturidade sexual em 5 meses depois, passando por 6 mudas e pode viver até 5 anos na natureza e em cativeiro 8.
Utilizamos o Madagascar silvando barata como um host de substituto para a infecção com patógenos intracelulares Burkholderia mallei, b. pseudomalleie b. thailandensis 10,11. A virulência destes agentes patogénicos em assobios baratas foi comparada com sua virulência no modelo animal de referência por Burkholderia, o hamster sírio. Nós achamos que a dose letal de 50% (LD50) de b. pseudomallei e b. mallei foi semelhante em ambos os modelos 11. Curiosamente, b. thailandensis, embora avirulentas no modelo de roedor, é letal na barata sibilante 11. Esta diferença em relação a infecção de b. thailandensis ressalta a utilidade do modelo Barata sibilante; B. thailandensis atenuantes mutantes podem ser resolvidos mais facilmente na barata sibilante do que em modelos de roedores. Além disso, como b. thailandensis é muitas vezes usado como organismo modelo para b. pseudomallei e b. mallei 10,12,13, identificando atenuantes mutações nele poderia levam a destinos semelhantes em seus parentes mais virulentos.
Apesar da diferença de virulência do b. thailandensis na barata sibilante contra o hamster sírio, mutações em fatores de virulência crítica, tais como aquelas no sistema de secreção tipo 6-1 (T6SS-1), que são atenuantes em b. mallei e B. pseudomallei, são da mesma forma atenuantes para thailandensis b. 11. O modelo de Barata sibilante é ainda mais validado em que individual T6SS mutantes (T6SS-2 T6SS-6) em b. pseudomallei, que não têm nenhuma influência na virulência em hamsters sírios, permanecem virulentos na sibilante baratas 11. Assim, a Barata sibilante é um modelo animal substituto viável para as três espécies de Burkholderia . Recentemente, utilizamos a Barata sibilante como um modelo animal de substituto para examinar a eficácia de cloroquina a droga contra a malária (CLQ) contra Burkholderia infecção 10 e sua toxicidade.
Aqui, descrevemos a criação e os cuidados de Madagascar silvando barata e fornecer detalhes sobre como infectar este inseto com três espécies de Burkholderia . Além disso, ilustramos a Barata sibilante é um modelo substituto viável para estudar a virulência e a eficácia da droga em Burkholderia infecções e que ele provavelmente também pode servir como um host de substituto para outros patógenos bacterianos em estudos semelhantes.

<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

Muitos aspectos da imunidade inata são conservados entre mamíferos e insetos. Um inseto, o Madagascar silvando barata do género Gromphadorhina, pode ser utilizado como um modelo alternativo de animais para o estudo da virulência, interação patógeno-hospedeiro, resposta imune inata e eficácia da droga. São apresentadas informações para a criação, cuidados e reprodução da barata sibilante. Podemos também ilustrar como ele pode ser infectado com bactérias como os patógenos intracelulares Burkholderia mallei, b. pseudomallei e b. thailandensis. Uso da barata sibilante é barato e supera a lidar com o uso de mamíferos na investigação de assuntos regulatórios. Além disso, resultados encontrados usando o modelo de Barata sibilante são reprodutíveis e semelhantes aos obtidos usando modelos de mamíferos. Assim, a barata de Madagascar que assobia representa um anfitrião substituto atraente que deve ser explorado ao conduzir estudos em animais.

Esta seção ilustra os resultados obtidos quando sibilantes baratas de Madagascar foram infectadas com b. mallei, b. pseudomallei, ou b. thailandensis; os resultados mostram que este inseto é um modelo animal tractable para diferentes espécies de Burkholderia em estudar a virulência, toxicidade de drogas e eficácia de drogas contra a infecção bacteriana. Mais baratas sibilantes sobreviveram em grupos que foram infectados com os mutantes atenuados (Δh...

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

Apresentamos um protocolo para utilizar o Madagascar silvando barata como alternativo não-mamíferos modelo animal para realizar estudos de resposta imune inata, patogênese, toxicidade de drogas, eficácia de droga e virulência bacteriana.

O Madagascar silvando barata como um modelo de animais não-mamíferos alternativo para investigar a eficácia da droga, patogenia e virulência

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

Research

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