Диетата на ларвите влияе върху развитието на комарите и пермисивността към плазмодиевата инфекция -

диетата

  • Субекти
  • Обобщение
  • Въведение
  • Резултати
  • Диетата на ларвите влияе върху развитието на комарите, физиологията и разрешителността, когато Плазмодий
  • Ларвовата диета засяга микробиотата на ларвите и възрастните комари
  • Дискусия
  • Методи
  • Декларация за етика
  • Колония за комари и поддръжка
  • Хранене на личинки
  • Измервания на дължината на ларвите
  • Измерване на дължината на крилото
  • Анализ на микробиота и генна експресия
  • Инфекции от Плазмодий
  • Статистика
  • Допълнителна информация
  • Допълнителна информация
  • PDF файлове
  • Допълнителни фигури и таблица 1
  • Коментари

Субекти

  • Инфекциозни заболявания
  • Микробиом
  • Немоделни организми

Обобщение

Въведение

Понастоящем приблизително половината от световното население е изложено на риск от заразяване с малария, причинена от инфекция с протозойните паразити от плазмодий 1. Човешката малария се предава чрез ухапвания от заразени женски комари Anopheles. Anopheles gambiae и A. coluzzii са основните вектори на маларията на Plasmodium falciparum в Африка, където 88% от смъртните случаи от малария са настъпили през 2015 г. 1. При поглъщане от женски комари в инфекциозно кръвно хранене, плазмодиевите паразити се подлагат на полово размножаване в лумена на средното черво, след това преминават през перитрофичната мембрана и епитела на средното черво и се диференцират в ооцисти при достигане на базалната ламина 2. През следващата една до две седмици ооцистите се подлагат на вътрешно митотично деление и узряване, докато се разкъсат, освобождавайки хиляди паразити, които мигрират към слюнчените жлези и могат да бъдат предадени на човешки гостоприемник чрез ухапване от комар.

Етапът на ооциста е критично пречка при развитието на паразити, определящо дали комарът ще убие паразита или ще предаде малария. Успехът на паразитната инфекция зависи от генетичните и негенетичните характеристики на всеки комар. Първо, размерът на комара влияе върху обема на погълнатата кръв, а оттам и на количеството поети паразити 3. Освен това, пътят на имунодефицит NF-KB (Imd) и пътят на тиоестер-протеин 1 (TEP1) допълват паразитите, когато преминат през епитела и влязат в контакт с кръвоносната система, съответно 2, 4, 5 6. И накрая, бактериалната общност на средното черво на комара пролиферира драстично в рамките на 24 часа след поглъщането на кръв и влияе отрицателно върху развитието на плазмодия чрез индуциране на имунни реакции и синтезиране на реактивни кислородни видове 6, 7, 8, 9. Съставът на микробиотата може също да повлияе и/или да се контролира от плазмодия, както се предполага от положителна корелация между дела на ентеробактериите с успешна инфекция с плазмодий 10 .

В лабораторен контекст предполагаме, че подобни ефекти от храненето на ларвите и околната среда могат да се превърнат в условия за отглеждане, и по-точно диета на ларви, засягаща биологията на ларвите и възрастните комари. Тъй като е известно, че диетата влияе върху състава на микробиотите в метазоани 23, 24, ние се интересувахме особено от оценката дали тя засяга микробиотата на колонизирани комари и следователно потенциално допринася за голямата разлика в състава на микробиотата между лаборатории 10, 25, 26, 27. В това проучване анализираме ефекта от диетата на ларвите върху развитието, микробиотата и конкуренцията на вектора A. coluzzii. Фокусирайки се върху три рибни диети, често използвани в насекомите, ние показваме, че тези диети диференцирано влияят върху скоростта на развитие на ларвите, размера на възрастните комари и микробиотата на ларвите и възрастните. Диетата на ларвите също влияе значително върху разпространението и интензивността на инфекцията с P. berghei, вероятно с механизъм, зависим от микробиота.

Резултати

Ларвената диета влияе върху развитието на комара, физиологията и разрешителността на плазмодия

( да се ) Дължини на ларвите на ден 7 на хранене с една от трите диети с ларви: рибни люспи Tetramin (FF), гранули от басейна на д-р Clarke (D) или гранули от риба Nishikoi (FP). ( б ) Средно време за какавидиране на ларвите, осигурено с всяка диета от първия ден на хранене. ( ° С ) Дължина на възрастните крила след хранене на ларвите в трите диети на ларвите. Данните показват, че означава ± sem от 3 независими експеримента и статистическите анализи са ANOVA след корекцията на предишния модел. *** стр

Изображение в пълен размер

Ларвовата диета засяга микробиотата на ларвите и възрастните комари

В заключение, нашите резултати дават нови прозрения за ефекта от диетата на ларвите върху развитието на комарите, микробиотата и разрешителността към паразитите от малария. Те също представляват технически интерес за отглеждането на комари, демонстрирайки, че може да се постигне по-бързо развитие при използване на гранулирани диети D и FP и че FP произвежда комари с по-висок процент на плазмодиева инфекция. .

Методи

Декларация за етика

Използването на животни е извършено в съответствие с Закона за животните в Обединеното кралство (Научни процедури) от 1986 г. Протоколът за заразяване на комари с P. berghei чрез хранене на кръв в заразени с паразити мишки е извършен съгласно издадения лиценз UK Office Office PPL70/7185 Януари 2010 г. Процедурите са леки до умерени по тежест и броят на използваните животни се свежда до минимум чрез включване на най-икономичните протоколи. Протоколите са приложени след одобрение от Комитета за преглед на етиката на Императорския колеж.