The Madagascar hissing cockroach as a novel surrogate host for Burkholderia pseudomallei, B. mallei and B. thailandensis

La cucaracha silbante de Madagascar como un nuevo anfitrión sustituto de Burkholderia pseudomallei, B. mallei y B. thailandensis

Burkholderia pseudomallei y Burkholderia mallei son patógenos gramnegativos responsables de las enfermedades melioidosis y muermo, respectivamente. Ambas especies causan enfermedades en humanos y animales y han sido designadas como agentes selectos de categoría B por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC). Burkholderia thailandensis es una bacteria estrechamente relacionada que generalmente se considera avirulenta para los humanos. Si bien puede causar enfermedad en roedores, la dosis letal de 50% de B. thailandensis (LD₅₀) es típicamente ≥ 10⁴ veces mayor que la LD₅₀ de B. pseudomallei y B. mallei en los modelos de infección de mamíferos. Aquí describimos una alternativa a los huéspedes mamíferos en el estudio de la virulencia y las interacciones huésped-patógeno de estas especies de Burkholderia.

Las cucarachas silbadoras de Madagascar (cucarachas MH) poseen una serie de cualidades que las hacen deseables para su uso como huésped sustituto, entre ellas la facilidad de reproducción, la facilidad de manejo, un sistema inmunológico innato competente y la capacidad de sobrevivir a 370C. Las cucarachas MH eran muy susceptibles a la infección por B. pseudomallei, B. mallei y B. thailandensis y la DL₅₀ era <10 unidades formadoras de colonias (ufc) para las tres especies. En comparación, la DL₅₀ para Escherichia coli en las cucarachas MH fue >10⁵ cfu. Los mutantes del sistema de secreción del tipo VI (T6SS-1) de B. pseudomallei, B. mallei y B. thailandensis fueron atenuados en las cucarachas MH, lo que concuerda con estudios anteriores de virulencia realizados en roedores. Los mutantes de B. pseudomallei deficientes en los otros cinco grupos de genes T6SS, desde el T6SS-2 hasta el T6SS-6, fueron virulentos tanto en las cucarachas MH como en los hámsteres. Los hemocitos obtenidos de cucarachas MH infectadas con B. pseudomallei albergaban numerosas bacterias intracelulares, lo que sugiere que este patógeno intracelular facultativo puede sobrevivir y replicarse dentro de las células fagocitarias de las cucarachas MH. La hemolinfa extraída de estas cucarachas MH también contenía células gigantes multinucleares (MNGC) con B. pseudomallei intracelular, lo que indica que los hemocitos infectados pueden fusionarse mientras fluyen a través del sistema circulatorio abierto del insecto in vivo.

Los resultados demuestran que las cucarachas MH son una alternativa atractiva a los mamíferos para estudiar las interacciones huésped-patógeno y pueden permitir la identificación de nuevos determinantes de la virulencia de la Burkholderia. La importancia de la T6SS-1 como factor de virulencia en las cucarachas MH y los roedores sugiere que el papel principal de este sistema de secreción es el de dirigirse a la evasión del sistema inmunológico innato.