Name: protocols for testing the toxicity of novel insecticidal chemistries to mosquitoes
Uploaded: 2019-02-13T12:30:00
Duration: 9 min 32 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protocols for Testing the Toxicity of Novel Insecticidal Chemistries to Mosquitoes at JoVE.com

Авторы благодарят H. Ranson, Ливерпуль школа тропической медицины для помощи с развитием пробирного и положение протокола, LITE, и м. шарф, Университет Purdue для консультаций относительно пробирного дизайн.

<ol>
	<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A global brief on vector-borne diseases. , (2014).</li><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vector-borne diseases. , (2016).</li><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Report by the Secretariat. Neglected tropical diseases; Prevention, control, elimination and eradication. , (2013).</li><li>Tolle, M. A., 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=Mosquito-borne+diseases.">Mosquito-borne diseases.</a> Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 39 (4), 97-140 (2009).</li><li>Chen, C. D., 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=Dengue+vectors+surveillance+in+endemic+areas+in+kuala+lumpur+city+centre+and+selangor+state,+malaysia.">Dengue vectors surveillance in endemic areas in kuala lumpur city centre and selangor state, malaysia.</a> Dengue Bulletin. 30, (2006).</li><li>Marcombe, S., 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=Insecticide+resistance+status+of+united+states+populations+of+Aedes+albopictus+and+mechanisms+involved.">Insecticide resistance status of united states populations of Aedes albopictus and mechanisms involved.</a> PLoS ONE. 9 (7), e101992 (2014).</li><li>Ranson, H., 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=Pyrethroid+resistance+in+African+anopheline+mosquitoes:+what+are+the+implications+for+malaria+control?.">Pyrethroid resistance in African anopheline mosquitoes: what are the implications for malaria control?.</a> Trends in Parasitology. , 1-8 (2010).</li><li>Hemingway, J., Ranson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insecticide+resistance+in+insect+vectors+of+human+disease.">Insecticide resistance in insect vectors of human disease.</a> Annual Review of Entomology. 45, 371-391 (2000).</li><li>Hemingway, J., Beaty, B. J., Rowland, M., Scott, T. W., Sharp, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Innovative+Vector+Control+Consortium:+improved+control+of+mosquito-borne+diseases.">The Innovative Vector Control Consortium: improved control of mosquito-borne diseases.</a> Trends in Parasitology. 22 (7), 308-312 (2006).</li><li>Meyer, J. M., 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=A+&amp;#34;genome-to-lead&amp;#34;+approach+for+insecticide+discovery:+Pharmacological+characterization+and+screening+of+Aedes+aegypti+D+1-like+dopamine+receptors.">A &amp;#34;genome-to-lead&amp;#34; approach for insecticide discovery: Pharmacological characterization and screening of Aedes aegypti D 1-like dopamine receptors.</a> PLOS Neglected Tropical Diseases. 6 (1), e1478 (2012).</li><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Instructions for determining the susceptibility or resistance of mosquito larvae to insecticides. , (1981).</li><li>Hill, C. A., 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=Re-invigorating+the+insecticide+discovery+pipeline+for+vector+control:+GPCRs+as+targets+for+the+identification+of+next+gen+insecticides.">Re-invigorating the insecticide discovery pipeline for vector control: GPCRs as targets for the identification of next gen insecticides.</a> Pestide Biochemistry and Physiology. 106 (3), 141-148 (2013).</li><li>Conley, J. M., 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=Evaluation+of+AaDOP2+Receptor+antagonists+reveals+antidepressants+and+antipsychotics+as+novel+lead+molecules+for+control+of+the+yellow+fever+mosquito,+Aedes+aegypti.">Evaluation of AaDOP2 Receptor antagonists reveals antidepressants and antipsychotics as novel lead molecules for control of the yellow fever mosquito, Aedes aegypti.</a> Journal of Pharmacology and Experimental Therapeautics. 352 (1), 53-60 (2015).</li><li>Ahmed, M. A. I., Matsumura, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synergistic+actions+of+formamidine+insecticides+on+the+activity+of+pyrethroids+and+neonicotinoids+against+Aedes+aegypti+(Diptera:+Culicidae).">Synergistic actions of formamidine insecticides on the activity of pyrethroids and neonicotinoids against Aedes aegypti (Diptera: Culicidae).</a> Journal of Medical Entomology. 49 (6), 1405-1410 (2012).</li><li>Ahmed, M. A. I., Vogel, C. F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synergistic+action+of+octopamine+receptor+agonists+on+the+activity+of+selected+novel+insecticides+for+control+of+dengue+vector+Aedes+aegypti+(Diptera:+Culicidae)+mosquito.">Synergistic action of octopamine receptor agonists on the activity of selected novel insecticides for control of dengue vector Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) mosquito.</a> Pesticide Biochemistry and Physiology. 120, 51-56 (2015).</li><li>Hill, C. A., 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=Comparative+pharmacological+characterization+of+D1-like+dopamine+receptors+from+Anopheles+gambiae,+Aedes+aegypti+and+Culex+quinquefasciatus+suggests+pleiotropic+signaling+in+mosquito+vector+lineages.">Comparative pharmacological characterization of D1-like dopamine receptors from Anopheles gambiae, Aedes aegypti and Culex quinquefasciatus suggests pleiotropic signaling in mosquito vector lineages.</a> Parasites Vectors. 9 (1), 192 (2016).</li><li>Centers for Disease Control and Prevention. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guideline for evaluating insecticide resistance in vectors using the CDC bottle bioassay. , (2011).</li><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Test procedures for insecticide resistance monitoring in malaria vector mosquitoes. , (2013).</li><li>Geneva: World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guidelines for efficacy testing of insecticides for indoor and outdoor ground-applied space spray applications control of neglected tropical diseases who pesticide evaluation scheme. , 2-53 (2009).</li><li>Pridgeon, J. W., 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=Susceptibility+of+Aedes+aegypti,+Culex+quinquefasciatus+Say,+and+Anopheles+quadrimaculatus+Say+to+19+pesticides+with+different+modes+of+action.">Susceptibility of Aedes aegypti, Culex quinquefasciatus Say, and Anopheles quadrimaculatus Say to 19 pesticides with different modes of action.</a> Journal of Medical Entomolog. 45 (1), 82-87 (2008).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Liverpool Insect Testing Establishment. , (2018).</li><li>A&#239;zoun, N., 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=Comparison+of+the+standard+WHO+susceptibility+tests+and+the+CDC+bottle+bioassay+for+the+determination+of+insecticide+susceptibility+in+malaria+vectors+and+their+correlation+with+biochemical+and+molecular+biology+assays+in+Benin,+West+Africa.">Comparison of the standard WHO susceptibility tests and the CDC bottle bioassay for the determination of insecticide susceptibility in malaria vectors and their correlation with biochemical and molecular biology assays in Benin, West Africa.</a> Parasites Vectors. 6, 147 (2013).</li><li>Owusu, H. F., Jan&#269;&#225;ryov&#225;, D., Malone, D., M&#252;ller, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparability+between+insecticide+resistance+bioassays+for+mosquito+vectors:+time+to+review+current+methodology?.">Comparability between insecticide resistance bioassays for mosquito vectors: time to review current methodology?.</a> Parasites Vectors. 8, 357 (2015).</li><li>Savignac, R., Maire, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A simple character for recognizing second and third instar larvae of five Canadian mosquito genera (Diptera: Culicidae). , (1981).</li><li>Bhatt, S., 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=Coverage+and+system+efficiencies+of+insecticide-treated+nets+in+Africa+from+2000+to+2017.">Coverage and system efficiencies of insecticide-treated nets in Africa from 2000 to 2017.</a> eLife. 4, 174 (2015).</li><li>Zaim, M., 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=Alternative+insecticides:+an+urgent+need.">Alternative insecticides: an urgent need.</a> Trends in Parasitology. 18 (4), 161-163 (2002).</li><li>Fonseca, I., Quino&#241;es, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistencia+a+insecticidas+en+mosquitos+(Diptera:+Culicidae):+mecanismos,+deteccion+y+vigilancia+en+salud+publica.">Resistencia a insecticidas en mosquitos (Diptera: Culicidae): mecanismos, deteccion y vigilancia en salud publica.</a> Revista Colombiana de Entomologia. 31 (2), 107-115 (2005).</li><li>Fonseca-Gon Alez, I., Qu, M. L., Lenhart, A., Brogdon, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insecticide+resistance+status+of+Aedes+aegypti+(L.)+from+Colombia.">Insecticide resistance status of Aedes aegypti (L.) from Colombia.</a> Pest Management Science. 67, 430-437 (2011).</li><li>Nuss, A. B., 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=Dopamine+receptor+antagonists+as+new+mode-of-action+insecticide+leads+for+control+of+Aedes+and+Culex+mosquito+vectors.">Dopamine receptor antagonists as new mode-of-action insecticide leads for control of Aedes and Culex mosquito vectors.</a> PLOS Neglected Tropical Diseases. 9 (3), 1-19 (2015).</li><li>Shidrawi, G. 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+WHO+Global+Programme+for+monitoring+vector+resistance+to+pesticides.">A WHO Global Programme for monitoring vector resistance to pesticides.</a> Bulletin of the World Health Organization. 68 (4), 403 (1990).</li><li>Sylla, M., Kobylinski, K. C., Foy, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gates+grand+challenges+explorations+award:+endectocides+for+controlling+transmission+of+mosquito-borne+diseases.">Gates grand challenges explorations award: endectocides for controlling transmission of mosquito-borne diseases.</a> Malariaworld Journal. 4 (5), (2013).</li><li>Foy, B. D., Kobylinski, K. C., da Silva, I. M., Rasgon, J. L., Sylla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endectocides+for+malaria+control.">Endectocides for malaria control.</a> Trends in Parasitology. 27 (10), 423-428 (2011).</li><li>Chaccour, C. J., 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=Ivermectin+to+reduce+malaria+transmission:+a+research+agenda+for+a+promising+new+tool+for+elimination.">Ivermectin to reduce malaria transmission: a research agenda for a promising new tool for elimination.</a> Malaria Journal. 12 (1), 153 (2013).</li><li>Olson, D. M., Fadamiro, H., Lundgren, J. G., Heimpel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+sugar+feeding+on+carbohydrate+and+lipid+metabolism+in+a+parasitoid+wasp.">Effects of sugar feeding on carbohydrate and lipid metabolism in a parasitoid wasp.</a> Physiol Entomol. 25, 17-26 (2000).</li><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Report of the WHO Informal Consultation. Evaluation and testing of insecticides. , (1996).</li><li>Huang, Q., Deng, Y., Zhan, T., He, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synergistic+and+antagonistic+effects+of+piperonyl+butoxide+in+fipronil-susceptible+and+resistant+rice+stem+borrers,+Chilo+suppressalis.">Synergistic and antagonistic effects of piperonyl butoxide in fipronil-susceptible and resistant rice stem borrers, Chilo suppressalis.</a> Journal of Insect Science. 10, 182 (2010).</li></ol>

Авторы заявляют отсутствие конфликта интересов.

Инсектицидов являются мощными инструментами для борьбы с комарами заболеваниями как малярия25, денге и Зика26. Обширные Инсектицид использования выпустила популяций комаров, что устойчивы к химическому элементу управления, ведущих к развитию резистентности к инсектицидам, который считается единственной крупнейшей угрозой продолжение заболеваниями. Последнее десятилетие было отмечено резкое увеличение популяций Anopheles spp. устойчив к синтетических пиретроидов (SPs) используется в сеток в Африке7. Популяций Aedes albopictus, вектор денге и Зика, были зарегистрированы в Флорида и Нью-Джерси, которые устойчивы к органофосфатов6. Аналогичным образом устойчивость к ДДТ и пиретроидам задокументировано в популяциях Anopheles и Aedes spp. в Колумбии27,28. Существует настоятельная необходимость разработать новые ларвициды и особями, которые связывают различные orthosteric или аллостерический сайты по известным молекулярным мишеням или нарушить новые цели (т.е., Роман MoA химия)29,30 и у минимального воздействия на окружающую среду. Растет также признание потенциала вокруг endectocides для комаров управления31,32,33.
Чтобы облегчить быстрое развитие таких продуктов, мы описывают последовательность протоколов, предназначенных для оценки токсичности малые молекулы химия личинки комаров и взрослых по двум маршрутам доставки - контакт и употребления. Протоколы, такие как тест восприимчивости ВОЗ и пробирного бутылка CDC в общем используются для оценки токсичности и отталкивающих свойств существующих инсектицидные составы1,2. Однако эти анализы имеют ограничения для анализа unformulated Роман химических образований (NCEs) и не поддаются тестирования большого числа химия в средней или высокой пропускной способности.
Здесь мы опишем стандартный личиночной пробирного быстро оценить NCEs в дозе одной точки, которую можно масштабировать для высокой пропускной способности анализа. Мы также обсудим адаптацию разработанной LITE21 для оценки контактной токсичность малые молекулы химия для взрослых комаров assay. Наконец мы опишем заглатывания assay для оценки токсичности NCEs доставлены через еды крови взрослых женщин комаров и исследовать потенциал endectocide. Эти личинок и взрослых анализов могут быть выполнены в диапазоне доз для того, чтобы определить значения LC и LD, соответственно, и личинок и взрослых контакт анализов могут быть выполнены по сравнению с одной или более существующих химических составов. Взрослый актуальные assay также позволяет расчет значений LD на отдельных Москито. Протоколы могут быть выполнены с использованием вида Aedes, малярийные комары и Culex16,29 и может быть изменена с учетом специфики биологических видов, при желании. По нашему опыту mosquitocidal химия обычно демонстрируют широкую активность через эти три родов16,29, но есть значение оценки видов селективности.
Анализы являются отправной точкой для быстро экран несколько химия для инсектицидное действие. Химия, которые проявляют токсичность в один или несколько анализов может быть выбран для дальнейшего анализа через вторичных и третичных анализов. Примеры включают LITE преплюсневой пробирного и сахар, кормления анализов34,35. Обычно выбор дополнительных анализов определяется соображениями вокруг предполагаемого рынка и приложение, с результатами, обеспечивая понимание режимы доставки продукта. В представительных результаты, показанные здесь мы исследуем токсичность амитриптилин, антагонист беспозвоночных и млекопитающих дофаминовых рецепторов, который был оценен потенциал как Роман MoA инсектицидами10,12, 13 , 16. Амитриптилин выставлены токсичности для личинок и взрослых А.е. aegytpi мкг предлагая диапазон борьбе и adulticidal активности и обоснованием изучение химических серии Амитриптилин для идентификации аналогов с высокой потенции. В А.е. aegypti подвержены Амитриптилин в крови еды было отмечено статистически значимого влияния на смертность или плодовитость. Хотя стабильность химии в дефибринированной крови и эффективной дозы, полученной за комаров не известно, существенных ограничений assay, данные показывают, что Амитриптилин и других GPCR-активных соединений могут иметь мало потенциал как endectocides, в крайней мере в unformulated состояние.
Важное значение имеют меры предосторожности для ограничения биологические различия между анализов. Все анализы должны выполняться при стандартных условиях температуры и влажности, предпочтительно в камере роста насекомых, с тем чтобы обеспечить воспроизводимость. Крайне важно, чтобы стандартизировать процедуры забил фенотипические конечные точки, как они могут быть весьма субъективным, ведущих к значительные вариации в данных Записанная персоналом различных лабораторных. Личинок assay лучше всего подходит для оценки химия, которые растворимы в воде, хотя assay может производиться с использованием органических растворителей, таких как ДМСО, условии, что окончательное концентрация составляет менее 1% хорошо. Мы признаем несколько ограничений для взрослых актуальные assay. Во-первых это необходимо для работы быстро при подготовке серийных разведений и доставку дозы как перевозчик (ацетон) является крайне неустойчивым и испарения может производить изменения в размере химии доставлены. Во-вторых следует позаботиться о том, для ограничения периода анестезии, поскольку это может способствовать смертности. Следует также отметить, что растворители, как ацетон может производить быстрый эффект «нокдаун» в первые несколько часов тематического анализа, который не следует путать с эффектами из-за тестирования химии. Мы отмечаем, что объем еды крови комаров колеблется между людьми, осложняет оценку дозы, полученной на взрослого в assay взрослых при приеме внутрь. Наконец анализа данных не следует рассматривать в тех случаях, когда смертность в отрицательный контроль превышает 10%.
Продукты, которые действуют синергически все шире признаются для их потенциал для расширения полезности существующих продуктов и обеспечения контроля вредителей инсектициды устойчивых популяций15,16,36. Личиночной анализов были использованы для изучения синергизма между formamidine пестицидов, амитраз и разнообразные химия, которые нарушают беспозвоночных октопамин рецепторов14,15. Личинок пробирного и взрослых актуальные assay описал подходят для оценки синергического или аддитивные эффекты между комбинаций тестовых химия. Мы отмечаем, что синергисты например пиперонилбутоксид (PBO) могут быть включены в каждый из трех анализов, описанных здесь.
Описанные выше анализов обеспечивают стандартизированные экспериментальной серии для оценки unformulated, малые молекулы препаратов против водных и наземных москитной жизни этапы. Эти анализы предназначены специально для оценки токсичности и предлагают несколько преимуществ над существующими assays общего использования. Важно отметить, что анализы поддаются автоматизации и может быть выполнена в промышленных масштабах для включения оценки тысячи испытаний соединений. Наконец, как поле считает развитие продуктов, которые действуют через новый Моа, в том числе через нарушение Роман молекулярным мишеням и биохимические пути, будет необходимо набрать несколько фенотипических конечных точек в дополнение к тем, таких, как смертность и паралич. Выше анализы позволяют такие расследования, обеспечивая тем самым шаг к инновационным инсектицидные технологии завтрашнего.

Комары переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний, которые влияют на здоровье человека глобально1. Три наиболее важных родов комаров, влияющих на здоровье человека являются Aedes, малярийные комары и Culex. Видов комаров Aedes вектор арбовирусов, которые вызывают Зика, денге, желтой лихорадки и чикунгуньей. Видов Anopheles вектор малярийных паразитов и Culex видов передавать вирус Западного Нила и филярий нематод2. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) вызываемый 20203 для искоренения из десяти забытых тропических болезней (НТД) и определили комарами как наиболее жизнеспособной стратегии. Инсектицидов являются мощными инструментами для уничтожения комаров и для уменьшения болезни передачи4,5. Однако появление инсектицидами устойчивостью комаров населения угрожает продолжение контроля за многих заболеваний6,,7-8. Инновационные векторного управления консорциума (ИКБП) запустила первый целенаправленные усилия для разработки замены инсектицидов для комаров управления9. Новые инсектициды с роман видов действий (MoA) необходимы для целей ВОЗ и достижения контроля заболеваний. Открытие и разработка новых классов инсектицидов с Роман Моа требуют весь организм анализов для быстрой и высок объём анализа химия и по сравнению с отрасли стандартов10.
Несколько анализов доступны для оценки отталкивающих свойств и токсичность инсектицидов личинок и взрослых комаров, и некоторые из них подходят для оценки романа сформулированы или unformulated химия. ВОЗ протокол11 относится контакт используется для тестирования продуктов против четвертого instar личинки. Опубликованные исследования также описывают разнообразные личиночной анализов используется для проверки на токсичность малые молекулы химия для личинки Aedes aegypti, Anopheles gambiae и Culex quinquefasciatus10,12, 13,14,,1516. Центры по контролю над заболеваниями и профилактике (CDC) бутылка биопроб используется для оценки резистентности к инсектицидам, в поле поймали популяции взрослых комаров через оценку летальная концентрация (LC) и смертоносных время (LT) по сравнению с стандартный диагностический доза в коммерческих инсектицидов17. Испытание восприимчивости ВОЗ предлагает другой подход к оценке инсектицидам в взрослых комаров, whereby комаров подвержены инсектицидом бумаги внутри стеклянных флаконов для 1 h и смертности оценивается в 24 h18. Другие анализы распыления составов внутри закрытой клетки и запись комаров сногсшибательно и смерть желаемого timepoints19. Нанесение на грудную клетку комаров был использован для оценки потенции различных пестицидов20. Создание тестирования насекомых Ливерпуль (LITE)21 использует стандартные оперативные процедурыдля оценки отпорности химия для взрослых комаров. LITE взрослых актуальные assay применяется небольшой объем тестирования продукта к грудной клетки взрослых комаров с смертности, забил на 48 ч. Assay позволяет количественной оценки дозы, полученной на отдельных комаров21. LITE преплюсневой оценивает токсичности тест продукта для взрослых комаров, опираясь на химически обработанную поверхность и используется для идентификации химия с потенциалом развития как крытый остаточного спреи (IRS) или использовать в инсектицидами противомоскитных сеток (ОИС) для управления малярийных комаров.
ВОЗ и CDC анализов имеют ограничения для тестирования роман, unformulated химия, и CDC бутылка биопроб цель оценки восприимчивости за короткий пробирного периодов (два часа) вместо токсичности22,23. Кроме того анализы для оценки токсичности химия в крови еды и потенциал для развития продуктов системного действия (например, endectocides) отсутствуют. Здесь мы описываем анализов для проверки активности mosquitocidal Роман химия, которые растворяются в воде или один из нескольких органических растворителей против личинок и взрослых Aedes, малярийные комары и Culex. Во-первых, мы демонстрируем личиночной пробирного ранее описанные в нашей группе10,12,13,16и здесь выступали как (1) доза экрана быстро оценить несколько химия в одной точке, и (2) ответ пробирного дозы для определения летальная концентрация (например, LC50, LC75 или90,LC) одного химии. Далее мы опишем два взрослых анализов для определения летальной дозы (LD). Первым из них является адаптация LITE протокол для тестирования злободневно прикладной, Роман химия против взрослых комаров по сравнению с позитивного управления. Во-вторых, кормления assay для оценки химия, системно доставлены через крови еды.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1215">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:376px;">Insecticide susceptible mosquito strains&#160;</td>
			<td colspan="2" style="width:313px;">Malaria Research and Reagent Reference Repository&#160;</td>
			<td style="width:525px;">https://www.beiresources.org/MR4Home.aspx; Recommended strains: Aedes aegypti Liverpool (LVP) strain, Anopheles gambiae Kisumu (KISUMU1) strain and Culex quinquefasciatus Johannesburg (JHB) strain</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetone</td>
			<td>Mallinckrodt Chemical</td>
			<td>CAS 67-64-1</td>
			<td>Use for dilutions and control</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Amitraz</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>CAS 33089-61-1</td>
			<td>Requires dilution in DMSO</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Amitriptyline</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>CAS: 549-18-8</td>
			<td>Can be diluted in acetone</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bifenthrin</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>CAS: 51529-01-2</td>
			<td>Synthetic pyrethorid used as positive control</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cis-(Z)-flupenthixol</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>CAS: 51529-01-2</td>
			<td>Pharmacologically tested as disruptor of dop-like receptors</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Defibrinated rabbit blood</td>
			<td>Hemostat</td>
			<td>DRB0100</td>
			<td>Blood source for adapted mosquitoes to artificial feeding</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dimethylsulphoxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>MKBF2985</td>
			<td>Organic solvent used to disolve amitraz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:376px;">Hemotek membrane feeding system&#160;</td>
			<td>Hemotek Ltd</td>
			<td>Serial no. 1303</td>
			<td>Used for feeding mosquitoes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:376px;">Micro-applicator</td>
			<td>Burkard Manufacturing Co.&#160;</td>
			<td>-</td>
			<td>Tool needed for topical application experiments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24-well cell culture plate with lid</td>
			<td>Corning Incorporated</td>
			<td>3526</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Advantage rubber bands</td>
			<td>Alliance Rubber Co.</td>
			<td>-</td>
			<td>Used to seal the paper cups</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glass syringe (1 ml)</td>
			<td>Becton Dickinson and Co.</td>
			<td>512004</td>
			<td>Needed for the micro-applications. Glass is better than plastic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Disposable scintillation vials (20 ml)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>74505-20</td>
			<td>Glass vials prevent evaporation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tulle fabric, white</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Paper cups</td>
			<td>Dixie Consumer Products LLC.</td>
			<td>PF15675/13D</td>
			<td>Used to keep adult mosquitoes in adult topical assays</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Petri dishes (150 mm)</td>
			<td>Corning Life Sciences</td>
			<td>-</td>
			<td>Used to maintain the mosquitoes &#34;slept&#34; on cold without direct contact with ice</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transfer pipettes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-711-7M</td>
			<td>Used to sort larvae</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stereo microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>SZ6045</td>
			<td>Used to score larval assays and perform micro-applications</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tweezers (fine)</td>
			<td>Fontax&#160;</td>
			<td>-</td>
			<td>Used to handle adult mosquitoes</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocols for testing the toxicity of novel insecticidal chemistries to mosquitoes

Новые классы инсектицидов с роман видов действий необходимы для управления инсектициды устойчивых популяций комаров, которые передают заболевания как Зика, денге и малярия. Анализы для быстрого, представлены высок объём анализ unformulated Роман химия против личинок комаров и взрослых. Мы описываем протоколы для одной точки дозы и дозы ответа анализов для оценки токсичности малые молекулы химия Aedes aegypti вектор Зика, денге и желтая лихорадка, малярия вектор, Anopheles gambiae и Северной Дом комаров, Culex quinquefasciatus, на контакт и через проглатывание. В качестве примера мы оценивали токсичность амитриптилин, антагонистом малые молекулы G белка-рецепторы, через личинок, взрослых актуальные и взрослых крови кормления пробирного. Протоколы обеспечивают отправной точкой для расследования инсектицидами потенциал. Результаты обсуждаются в контексте дополнительных экспериментов для изучения продукта приложений и механизмы доставки.

Watch this Scientific Journal Video about Protocols for Testing the Toxicity of Novel Insecticidal Chemistries to Mosquitoes at JoVE.com

Protocols for Testing the Toxicity of Novel Insecticidal Chemistries to Mosquitoes

Описываются протоколы для оценки токсичности химия для незрелых и взрослых комаров для развития как новые классы ларвициды, особями и endectocides. Протоколы позволяют высок объём тестирование нескольких химия в одной точке дозы и последующей оценки через дозы ответ анализа для определения токсичности на контакт или проглатывания.

Протоколы для испытания на токсичность новых инсектицидных химия комаров

New classes of insecticides with novel modes of action are needed to control insecticide resistant populations of mosquitoes that transmit diseases such ...

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области обнаружения инсектицидов и борьбы с переносчиками. Например, насколько токсична непроверенная химия для популяции личинок комаров или взрослых? Есть ли у химии потенциал для развития как ларвицида, так и взрослого?И, что может быть наиболее эффективным маршрутом доставки? Основными преимуществами этого метода являются то, что он может быть использован для оценки токсичности непроверенных химических веществ Токсичность химии против нескольких видов комаров-переносчиков, и она может быть увеличена до evalute сотни соединений в высокой пропускной способности. Демонстрация процедуры будет Jasleen Каур, научный техник из моей лаборатории.Для начала, этикетка колодцы 24-хорошо пластины культуры тканей. Используйте аналитический баланс для взвешивания тестового соединения. Затем, запустение соединения в стерильной двойной дистиллированной воды в 1,5 мл трубки, в результате чего 80mM фондовый раствор.Далее, последовательно разбавить фондовый раствор с помощью двойной дистиллированной воды для подготовки рабочих решений фонда желаемых концентраций. Обратите внимание, что необходимо позаботиться о личинках добавляются в скважины, во время удаления избыточной воды, и когда тест химии добавляется, чтобы избежать физического повреждения личинок. Травмы могут привести к увеличению смертности и, таким образом, привести к ложноположительную оценку или признать анализ недействительным.Используйте широкую пластиковую трубу для переноса пяти третьих личинок instar в каждую скважину пластины. Затем используйте один mL пипетки, чтобы аккуратно удалить воду, и заменить его на желаемый объем двойной дистиллированной воды. Позаботьтесь, чтобы не коснуться личинок при удалении воды работать быстро, чтобы личинки не высовылись, и осторожно добавить химию теста, трубя против противоположной стороны пластиковой хорошо.Добавьте соответствующий объем тестового решения к каждой хорошо, и аккуратно поверните пластину, чтобы обеспечить равномерное смешивание. Поместите пластину в камеру роста, поддерживая 12-часовой световой/темный цикл при 25 градусах цельсия при относительной влажности от 75 до 85 процентов. Чтобы проверить движение личинок, аккуратно коснитесь пластины.Если движения не наблюдается, осторожно коснитесь личинки стерильной зубочисткой. Оценка личинки, как мертвые, если не ответ не заметил, и использовать счет листа для записи общего числа мертвых личинок в каждой хорошо, в то время точки, описанные в текстовом протоколе. Культура трех-пятидневных взрослых самок комаров в 20-литровой пластиковой клетке.Этикетка девять унций бумажных стаканчиков с названием и концентрацией испытательного соединения. Затем приготовьте 10 мг/мл раствора испытательного соединения в ацетоне в стеклянном флаконе 20 мл. Затем последовательно разбавляют бульонный раствор, чтобы получить желаемые рабочие концентрации.Очистите один mL стеклянный шприц с ацетоном. Затем заполните его тестовым раствором при соответствующей концентрации. Защитите шприц в микро-аппликаторе с поправкой на объем 0,25uL.Далее, используйте аспиратор, чтобы удалить 10, три-пять дней взрослых самок комаров из клетки. Обезботь их в течение пяти минут при четырех градусах по Цельсию. Затем перенесите комаров в чашку Петри.Поместите блюдо на лед на 10 минут. Во избежание повреждения взрослых комаров, которые могут привести к смертности, убедитесь, что они не обезболены в холодильнике в течение более пяти минут, или обездвижены на льду более 10 лет, и свести к минимуму обращение с комарами. Если у вас есть доступ к холодной пластине, и микроманипулятор с подвижной стадии, что может еще больше свести к минимуму обработку комаров.Используйте тонкие пинцеты, чтобы удалить каждого комара из блюда. С помощью шприца микроаппликатор нанесите 0,25 мл испытательного раствора на спинную грудную клетку, под рассекающий микроскоп Next, перенесите комаров на маркированную бумажную чашку на льду. Печать чашку с 10 на 10 см сетки площади и резинкой Затем, передать его в камеру роста, и записывать количество мертвых комаров, как описано ранее.Соберите примерно 150 четырех-пятидневных взрослых самок комаров с аспиратором и перенесите их в отдельную клетку. Удалите источник сахара за 1-24 часа до начала кормления. Подготовь 80-метровый раствор испытательного соединения в воде.Затем, последовательно разбавлять его водой, чтобы получить рабочие решения фонда желаемых концентраций. Чтобы получить желаемые концентрации тестирования, добавить 40uL каждого разбавления до 960uL дефибрированной крови кролика в 1,5 мл трубки, и перемешать с помощью пипетки. Поместите фильтр-член на кормовой блок и запечатав его резиновым кольцом.Далее используйте пипетку для передачи одного мл крови с помощью тестового раствора через порт доставки, расположенный на обратной стороне кормового блока. Прикрепите блок питания к отопительному блоку. Затем аккуратно мазите поверхность мембраны свежеприготовленным 10-процентным раствором молочной кислоты.Поместите кормуху в клетку. Накройте клетку темной тканью и дайте комарам покормить в течение часа. После того, как комары питаются, поместите клетку в холодильник при четырех градусах по Цельсию в течение пяти минут, чтобы обезботь комаров.Затем подсчитайте и замитмийте общее количество комаров в клетке. Изучая брюшной полости, подсчитайте и зачитайте общее количество полностью и частично питающихся самок комаров. Минимум 50 комаров, питаемых кровью, должны быть получены за дозу.Удалите комаров, которые не кормили. Затем перенесите клетку в камеру роста и используйте лист для записи количества мертвых комаров в соответствующие моменты времени. На третий день после крови кормления, место eggcup в клетке в течение 72 часов.Используйте рассечение микроскопа, чтобы подсчитать общее количество яиц, произведенных за лечение. Анализ личинок контакт был выполнен для оценки влияния амитриптилина, антагониста рецепторов допамина, на личиночной смертности с течением времени. Данные показали, что значение LC 50 уменьшается с течением времени эксперимента.Влияние амитриптилина на смертность взрослых самок комаров было сравнено с бифентрином и двумя отрицательными показателями контроля. По сравнению с ацетоном, обработанным и необработанным негативным контролем, как амитриптилин, так и бифентрин индуцируют значительную смертность в каждой экспериментальной точке времени. Был проведен количественный анализ кормления для оценки влияния трех различных доз амитриптилина на плодовитость и процентную смертность взрослых самок комаров.Данные не выявили статистически значимой разницы в плодовитости амитриптилина кормили комаров в самой высокой дозе по сравнению с только крови кормили контроля. После освоения, любой из анализов мы описали здесь, может быть завершена примерно за два часа одним человеком, если должным образом выполнены. При попытке этой процедуры, важно помнить, чтобы мягко обращаться с организмом, и не должно быть последовательности во время актуальных приложений и во время скоринга личинки или взрослых анализ.Следуя этой процедуре, другие методы, такие как био-анализы для оценки токсичности с помощью поглощения, через комаров tarsi, CDC бутылки анализа, и анализ трубки ВОЗ могут быть выполнены для того, чтобы ответить на дополнительные вопросы, касающиеся эффективности непровереной химии, или сформулированный продукт, и потенциал для развития в качестве контактного инсектицида или космического спрея.

Research

JoVE Journal

Biology

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

Тестирование зрительной чувствительности к скорости и направления движения в Ящерицы

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

A Novel RFP Reporter to Aid in the Visualization of the Eye Imaginal Disc in Drosophila

A Novel RFP Reporter to Aid in the Visualization of the Eye Imaginal Disc in Drosophila

Репортер Роман ППП в помощь Визуализация глаз имагинальных дисков в Drosophila</em

The Drosophila eye is a powerful model system for studying areas such as neurogenesis, signal transduction and neurodegeneration. Many of the discoveries ...

High-throughput Saccharification Assay for Lignocellulosic Materials

Высокая пропускная способность осахаривания Пробирной для лигноцеллюлозной материалы

Polysaccharides that make up plant lignocellulosic biomass can be broken down to produce a range of sugars that subsequently can be 
used in establishing ...

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Долгосрочные Смертельное испытания токсичности с ракообразных Артемия franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Toxicological Assays for Testing Effects of an Epigenetic Drug on Development, Fecundity and Survivorship of Malaria Mosquitoes

Токсикологические анализы для тестирования воздействию эпигенетические препарата на развития, плодовитость и выживаемость малярийных комаров

Insecticidal resistance poses a major problem for malaria control programs. Mosquitoes adapt to a wide range of changes in the environment quickly, making ...

Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

Исследуя распространение и токсичности прионами как белков с использованием многоклеточных животных модельного организма<em&gt; C. Элеганс</em

Prions are unconventional self-propagating proteinaceous particles, devoid of any coding nucleic acid. These proteinaceous seeds serve as templates for ...

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

Experimental Protocol for Using Drosophila As an Invertebrate Model System for Toxicity Testing in the Laboratory

Экспериментальный протокол для использования дрозофилы как система беспозвоночных модель для токсичности тестирования в лаборатории

Emergent properties and external factors (population-level and ecosystem-level interactions, in particular) play important roles in mediating ...

Forced Salivation As a Method to Analyze Vector Competence of Mosquitoes

Вынуждены слюноотделение как метод для анализа вектора компетенции комаров

Vector competence is defined as the potential of a mosquito species to transmit a mosquito-borne virus (mobovirus) to a vertebrate host. Viable virus ...

An Air-liquid Interface Bronchial Epithelial Model for Realistic, Repeated Inhalation Exposure to Airborne Particles for Toxicity Testing

Воздушно-жидкий интерфейс Бронхиальный эпителиальный модель для реалистичных, повторных ингаляционных воздействия воздушно-капельным путем частиц для тестирования токсичности

For toxicity testing of airborne particles, air-liquid interface (ALI) exposure systems have been developed for in vitro tests in order to mimic realistic ...

Preparing and Injecting Embryos of Culex Mosquitoes to Generate Null Mutations using CRISPR/Cas9

Preparing and Injecting Embryos of Culex Mosquitoes to Generate Null Mutations using CRISPR/Cas9

Подготовка и инъекция эмбрионов комаров Culex для генерации нулевых мутаций с использованием CRISPR/Cas9

Culex mosquitoes are the major vectors of several diseases that negatively impact human and animal health including West Nile virus and diseases caused by ...