Metodologia da criação de Galleria mellonella para uso como modelo de infecção e efeitos de Lactobacillus rhamnosus inativado pelo calor in vivo e in vitro, desafiados por Staphylococcus aureus e Escherichia coli

Abstract

Galleria mellonella é utilizada para estudar a virulência de micro-organismos e a potência de antimicrobianos. Este estudo buscou estabelecer criação de lagartas utilizadas em ensaios in vivo e avaliar o efeito do probiótico Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469, inativado pelo calor, no modelo e in vitro. Os objetivos foram: a) desenvolver uma metodologia de criação de G. mellonella, avaliando quatro dietas diferentes sobre crescimento larval, volume da hemolinfa, quantidade de hemócitos e resposta à infecção por meio da curva de sobrevivência b) avaliar os efeitos de L. rhamnosus sobre G. mellonella analisando: curva de sobrevivência; contagem de hemócitos, melanização da hemolinfa, produção de óxido nítrico na hemolinfa e os efeitos de L. rhamnosus sobre macrófagos RAW 264.7 desafiados por S. aureus ou E. coli, analisando o perfil de indução de citocinas e óxido nítrico. Os resultados foram analisados estatisticamente (ANOVA e Tukey, 5%) e a curva de morte e estimativa das diferenças na sobrevivência foram determinadas por Log-rank (Mantel-Cox, 5%). As rações a base de fubá e pólen apresentaram os melhores resultados, sendo semelhantes entre si e diferentes das demais rações (p < 0,05), sendo a ração a base de fubá escolhida por apresentar resultados semelhante ao pólen e menor custo. Os resultados in vivo demontraram diminuição na mortalidade das lagartas no grupo com inoculação de L. rhamnosus, entretanto, sem diferença estatística. Houve aumento na contagem de hemócitos quando G. mellonella foi inoculada com S. aureus e E. coli, com ou sem inoculação de L. rhamnosus, além de haver melanização da hemolinfa, demonstradno que o L. rhamnosus melhorou a resposta de G. mellonella quando desafiada por bactérias. Os resultados in vitro demonstram que L. rhamnosus induziu alta produçaõ de TNF-α, igualmente aos demais grupos (p ≤ 0,05), não havendo produção de IL-1β e IL-6 no grupo estimulado apenas por L. rhamnosus. Nos grupos que receberam o segundo estímulo ou apenas o contato com S. aureus ou E. coli, houve produção de IL-1β, IL-6 e IL-10. As maiores produções de óxido nítrico foram observadas nos grupos estimulados com S. aureus. Houve diminuição na contagem de UFC/mL de S. aureus e E. coli, quando os macrófagos foram estimulados com lactobcilos. Isso sugere que L. rhamnosus inativado foi capaz de modular produção de citocinas e óxido nítrico quando as células foram desafiadas por S. aureus e E. coli, além de diminuir a contagem de CFU/mL, sugerindo melhorar a capacidade fagocitária dos macrófagos.

Galleria mellonella is used to study microorganisms virulence and antimicrobial power. This study aimed to standardize the creation of worms used in In vivo assays and evaluate the effect of heat-killed probiotic, Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469, on this model and in in vitro studies. The objectives were: a) developing a methodology for breeding G. mellonella with four different diets influence on larval growth, hemolymph volume, quantity of hemocytes and infection response by means of survival curve; b) evaluating the effects of L. rhamnosus on G. mellonella by means of the following analyzes: survival curve, hemocytes counting, hemolymph melanization, nitric oxide release, and the effects of L. rhamnosus on macrophages RAW 264.7 challenged by S. aureus or E. coli by means of cytokines and nitric oxide production. Results were statistically analyzed (ANOVA and Tukey, 5%). Death curve and estimation of differences in survival were determined by Log-rank (MantelCox, 5%). Cornmeal and pollen-based rations showed the best results, being similar to each other and different from the other ones (p <0.05).Cornmeal ration was chosen since it presents results similar to pollen and lower cost. In vivo results showed reduction in mortality of caterpillars in the group inoculated with L. rhamnosus, with no statistical difference. Hemocyte counting increased when G. mellonella was inoculated with S. aureus and E. coli, with or without inoculation of L. rhamnosus, add to that hemolymph melanization, showing that L. rhamnosus improved G. mellonella response challenged by bacteria. In vitro results show that L. rhamnosus induced high production of TNF-α, like other groups (p = 0.05), with no production of IL-1β and IL-6 in the group stimulated only by L. rhamnosus. The groups which received only the second stimulus or only the contact with S. aureus or E. coli, there was IL-1β, IL-6 and IL-10 production. The highest nitric oxide production was observed in the groups challenged with S. aureus. S. aureus and E. coli CFU/mL counting decreased when macrophages were stimulated with lactobacilli. This suggests that heat-killed L. rhamnosus was capable of modulating cytokine and nitric oxide production when cells were challenged with S. aureus and E. coli and reduce the CFU/mL counting, suggesting that there was enhancement in the phagocytic capacity of macrophages.