Eine schnelle und einfache neue Methode, um Wolbachia-Bakterien in intakten Aedes-Mücken nachzuweisen

Eine schnelle und einfache neue Methode, um Wolbachia-Bakterien in intakten Aedes-Mücken nachzuweisen

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Anonim

Aedes aegypti Mücken übertragen Dengue-, Chikungunya- und Zika-Viren. Eine in PLOS Neglected Tropical Diseases veröffentlichte Studie berichtet über eine neue Technik, die einen Ansatz zur Bekämpfung von Moskitos - mit Wolbachia- Bakterien, die die Fähigkeit der Moskitos, virale Krankheitserreger zu übertragen, reduzieren - viel einfacher und kostengünstiger zu implementieren und auszuwerten.

Wolbachia infiziert natürlich viele Insektenarten, aber nicht Aedes aegypti Mücken. Wolbachia kann jedoch in die Aedes-Population eingeführt werden, wo sie sich später ausbreitet, wenn Mütter sie an Nachkommen weitergeben. Sogar gutartige Wolbachia- Stämme, die scheinbar friedlich mit ihren Aedes-Wirten koexistieren, können das Wachstum von Viren, einschließlich Dengue und Zika, in den Moskitos blockieren. Ein anderer Ansatz verwendet schädlichere Wolbachia- Stämme, von denen gezeigt wurde, dass sie die Fitness infizierter Moskitos reduzieren. Dies reduziert die Mückenpopulation und blockiert gleichzeitig die Replikation des Virus. Beide Ansätze erfordern eine sorgfältige Überwachung der Verbreitung von Wolbachia in der wilden Mückenpopulation. Molekulare Techniken können Wolbachia- DNA in sorgfältig hergestellten Mückenextrakten zuverlässig nachweisen, sind jedoch kompliziert und kostenintensiv.

Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist eine schnelle und zerstörungsfreie Methode zur Bestimmung der chemischen Eigenschaften verschiedener Proben, die in der Wissenschaft und Medizin Anwendung findet. Es scheint Licht einer bestimmten Wellenlänge an der Probe und detektiert ein charakteristisches Spektrum im reflektierten Licht. Die Technologie wurde bereits erfolgreich eingesetzt, um Alter und Arten von Mücken, die Malaria in Afrika übertragen, zu unterscheiden und Wolbachia in Fruchtfliegen zu erkennen. In dieser Studie untersuchten Maggy Sikulu-Lord vom QIMR Berghofer Medical Research Institute in Brisbane, Australien, und Kollegen das Potenzial der Verwendung von NIRS als Hochdurchsatz-Technik zum Nachweis der Anwesenheit oder Abwesenheit von Wolbachia bei männlichen und weiblichen Ae. Aegypti Mücken.

Die Forscher begannen mit der Anwendung von NIRS auf männliche oder weibliche Mücken, von denen bekannt war, dass sie Wolbachia-frei waren oder die entweder mit einem gutartigen (wMel) oder einem aggressiveren (wMelPop) Wolbachia- Stamm infiziert waren . Basierend auf diesen Auslesungen entwickelten sie Vorhersagemodelle für die Analyse von Mücken mit unbekanntem Infektionsstatus. Unter Verwendung der kalibrierten Modelle verwendeten die Forscher dann NIRS auf eine zufällige Mischung von Moskitos und überprüften die Ergebnisse gegen Validierungstests mit Mückenextrakten für den molekularen Nachweis von stammspezifischer Wolbachia- DNA, um die Genauigkeit zu bestimmen.

Anhand von jeweils etwa 300 Proben fanden sie heraus, dass mit wMelPop infizierte Weibchen und Männchen mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 96% bzw. 87, 5% von nicht infizierten Stechmücken unterschieden wurden. In ähnlicher Weise differenzierte NIRS zwischen wMel und nicht infizierten Weibchen mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 92%, während infizierte Männchen von nicht infizierten Männchen mit einer Genauigkeit von 88, 5% unterschieden wurden. NIRS war auch in der Lage, zwischen den zwei verschiedenen Wolbachia- Stämmen mit einer Genauigkeit von 96, 6% bei weiblichen und 84, 5% bei männlichen Stechmücken zu unterscheiden. Die übereinstimmend höhere Genauigkeit bei Frauen, so die Forscher spekulieren, könnte auf höhere Wolbachia- Zahlen bei infizierten Weibchen (neben anderen Geweben, Bakterien in den Eierstöcken) im Vergleich zu Männchen zurückzuführen sein.

Die Forscher testeten Moskitos unterschiedlichen Alters, aber alle wurden im Labor unter ähnlichen Bedingungen aufgezogen. Moskitos, die in freier Wildbahn gesampelt werden, sind wahrscheinlich vielfältiger und dies könnte die NIRS-Auslesungen beeinflussen. Die Forscher bestätigen daher, dass "die Modelle, die während dieser Studie entwickelt wurden, eine weitere Validierung mit Feldsammlungen erfordern". Dennoch zeigen sie, dass ihre Ergebnisse "zeigen, dass NIRS als alternative Methode zu molekularen Techniken zur Überwachung der Wolbachia- Inzidenz bei Moskitos ein reales Potenzial haben kann", und schlagen vor, dass "dieses schnelle, einfache und kosteneffektive Überwachungsinstrument für ressourcenarme Gebiete geeignet ist und große städtische Freigabeprogramme wären von großem Nutzen für die Bewertung von Wolbachia- basierten Interventionen. "