Моделирование инфекционного процесса у личинок Galleria mellonella для оценки антибактериального действия катионных пептидных соединений в условиях in vivo

Авторы

  • Александр Николаевич Лобанов Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия
  • Марина Владимировна Антипьева Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия
  • Дарья Владимировна Ерошенко Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия
  • Татьяна Вячеславовна Полюдова Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

DOI:

https://doi.org/10.17072/1994-9952-2026-2-169-178

Ключевые слова:

восковая моль, антибактериальная активность, катионные пептиды, колистин, протамин, бактериальная инфекция

Аннотация

С использованием личинок большой восковой моли Galleria mellonella проведена сравнительная оценка вирулентности штаммов Escherichia coli ATCC 25922, E. coli M-17, Pseudomonas fluorescens ATCC 948, Bacillus subtilis ATCC 6633, Listeria innocua M-2 и Listeria welshimeri Bel-19. Установлено, что все исследованные штаммы бактерий способны вызывать инфекционный процесс c изменением общего состояния личинок (меланизация, снижение подвижности, формирования коконов и гибель). Кроме того, выживаемость личинок понижалась с увеличением инфекционной дозы и зависела от массы личинки. Сравнительный анализ антибактериального действия катионных пептидных соединений (колистина и протамина) в условиях модельного организма показал, что колистин способствовал выживаемости 100% личинок, инфицированных E. coli ATCC 25922, а использование протамина увеличивало выживаемость личинок восковой моли после инфицирования B. subtilis ATCC 6633 и L. innocua M-2. Таким образом, личинки G. mellonella могут применяться как простая и экономичная модель для создания бактериального инфекционного процесса с последующей оценкой чувствительности бактерий к катионным пептидам в условиях in vivo.

Биографии авторов

  • Александр Николаевич Лобанов, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия
    инженер «ИЭГМ УрО РАН», аспирант ПФИЦ УрО РАН
  • Марина Владимировна Антипьева, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия
    канд. биол. наук, младший научный сотрудник «ИЭГМ УрО РАН», доцент ПГАТУ
  • Дарья Владимировна Ерошенко, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия
    канд. биол. наук, инженер «ИЭГМ УрО РАН»
  • Татьяна Вячеславовна Полюдова, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия
    канд. биол. наук, зав. лабораторией «ИЭГМ УрО РАН»

Библиографические ссылки

Список источников

1. Веслополова Е.Ф. Микрометод определения численности колониеобразующих микроорганиз-мов // Микробиология. 1995. Т. 64, № 2. С. 279–284.

2. Гайдерова Л.А. и др. Реализация концепции 3Rs при контроле качества биологических препара-тов: современное состояние и перспективы (обзор) // Безопасность и риск фармакотерапии. 2025. Т. 13(2). С. 229–239. DOI: 10.30895/2312-7821-2025-13-2-229-240. EDN: KAQUZG

3. Коновалова Т.В. Лабораторное содержание и разведение большой восковой огневки Galleria mellonella L. // Российский ветеринарный журнал. 2009. № 4. С. 45–47. EDN: PGQJDP

4. Осокина А.С., Колбина Л.М., Гущин А.В. Влияние кормления и условий содержания на рост ли-чинок большой восковой моли (Galleria mellonella L.) // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30, № 7. С. 88-92. EDN: WJXNYX

5. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам. Российские рекомендации. Версия 2024-02 / МАКМАХ, СГМУ: Смоленск, 2024. 192 с.

6. Andrea A., Krogfelt K.A., Jenssen H. Methods and challenges of using the greater wax moth (Galleria mellonella) as a model organism in antimicrobial compound discovery // Microorganisms. 2019. Vol. 7(3). Art. ftab85. DOI: 10.3390/microorganisms7030085.

7. Asai M. et al. Galleria mellonella-intracellular bacteria pathogen infection models: the ins and outs // FEMS Microbiol. Rev. 2023. Vol. 47(2). Art. fuad011. DOI: 10.1093/femsre/fuad011. EDN: PBWDQO

8. Banville N., Browne N., Kavanagh K. Effect of nutrient deprivation on the susceptibility of Galleria mellonella larvae to infection // Virulence. 2012. Vol. 3, № 6. P. 497–503. DOI: 10.4161/viru.21972.

9. Champion O.L., Wagley S., Titball R.W. Galleria mellonella as a model host for microbiological and toxin research // Virulence. 2016 Vol. 7(7). P. 840-5. DOI: 10.1080/21505594.2016.1203486.

10. Chen R.Y., Keddie B.A. The Galleria mellonella-enteropathogenic Escherichia coli model system: characterization of pathogen virulence and insect immune responses // J. Insect Sci. 2021. Vol. 21(4). Art. 7. DOI: 10.1093/jisesa/ieab046. EDN: UYWYR

11. Dinh H. et al. Microbiology's next top model: Galleria in the molecular age // Pathog. Dis. 2021. Vol. 79(2). Art. ftab006. DOI: 10.1093/femspd/ftab006. EDN: TKXTAQ

12. Hesketh-Best P.J. et al. Galleria mellonella larvae exhibit a weight-dependent lethal median dose when infected with methicillin-resistant Staphylococcus aureus // Pathogens and disease. 2021. Vol. 79, № 2. Art. ftab003. DOI: 10.1093/femspd/ftab003. EDN: GKKTAB

13. Hoffmann J.A. Innate immunity of insects // Curr. Opin. Immunol. 1995. Vol. 7(1). P. 4–10. DOI: 10.1016/0952-7915(95)80022-0.

14. Hofkens N. et al. Microbisporicin (NAI-107) protects Galleria mellonella from infection with Neis-seria gonorrhoeae // Microbiol. Spectr. 2023. Vol. 11(6). Art. e0282523. DOI: 10.1128/spectrum.02825-23. EDN: CPQYFJ

15. Jorjão A.L. et al. From moths to caterpillars: Ideal conditions for Galleria mellonella rearing for in vivo microbiological studies // Virulence. 2018. Vol. 9. P. 383–389. DOI: 10.1080/21505594.2017.1397871.

16. Kavanagh K., Sheehan G. The use of Galleria mellonella larvae to identify novel antimicrobial agents against fungal species of medical interest // J. Fungi (Basel). 2018. Vol. 4(3). Art. 113. DOI: 10.3390/jof4030113.

17. Malmquist J.A., Rogan M.R., McGillivray S.M. Galleria mellonella as an infection model for Bacil-lus anthracis sterne // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2019. Vol. 9. Art. 360. DOI: 10.3389/fcimb.2019.00360.

18. Mukherjee K. et al. Galleria mellonella as a model system for studying Listeria pathogenesis // Appl. Environ. Microbiol. 2010. Vol. 76(1). P. 310–317. DOI: 10.1128/AEM.01301-09. EDN: NYONEB

19. Ookubo M. et al. “Rich arginine and strong positive charge” antimicrobial protein protamine: From its action on cell membranes to inhibition of bacterial vital functions // Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes. 2024. Т. 1866, № 5. Art. 184323. DOI: 10.1016/j.bbamem.2024.184323. EDN: NYWNRO

20. Piatek M., Sheehan G., Kavanagh K. Utilising Galleria mellonella larvae for studying in vivo activi-ty of conventional and novel antimicrobial agents // Pathog. Dis. 2020. Vol. 78(8). Art. ftaa059. DOI: 10.1093/femspd/ftaa059. EDN: TTMTSY

21. Serrano I. et al. The virtuous Galleria mellonella model for scientific experimentation // Antibiotics (Basel). 2023. Vol. 12(3). Art. 505. DOI: 10.3390/antibiotics12030505. EDN: ITADWL

22. Vertyporokh L., Hułas-Stasiak M., Wojda I. Host-pathogen interaction after infection of Galleria mellonella with the filamentous fungus Beauveria bassiana // Insect Sci. 2020. Vol. 27(5). P. 1079–1089. DOI: 10.1111/1744-7917.12706. EDN: ZKIICX

23. Wang G. et al. APD6: the antimicrobial peptide database is expanded to promote research and de-velopment by deploying an unprecedented information pipeline // Nucleic Acids Res. 2026. Vol. 54(D1). P. 363–374. DOI: 10.1093/nar/gkaf860.

24. White D., Sykes E.M.E., Kumar A. Galleria mellonella as an infection and antibiotic treatment mod-el for Acinetobacter baumannii // J. Vis. Exp. 2025. № 221. Art. e68625. DOI: 10.3791/68625. EDN: WCGDLI

25. World Health Organization. The WHO AWaRe (access, watch, reserve) antibiotic book. World Health Organization, 2022.

26. Zhou L. et al. Developmental changes for the hemolymph metabolome of silkworm (Bombyx mori L.) // J. Proteome Res. 2015. Vol. 14(5). P. 2331–2347. DOI: 10.1021/acs.jproteome.5b00159.

References

1. Veslopolova E.F. [Micromethod for determining the number of colony-forming microorganisms]. Mikrobiologija. V. 64, No. 2 (1995): pp. 279-284. (In Russ.).

2. Gaiderova L.A. et al. [Implementation of the 3Rs concept in quality control of biological products: current state and prospects (review)]. Bezopasnost’ i risk farmakoterapii. V. 13(2) (2025): pp. 229-239. (In Russ.).DOI: 10.30895/2312-7821-2025-13-2-229-240. EDN: KAQUZG

3. Konovalova T.V. [Laboratory maintenance and breeding of the greater wax moth Galleria mellonella L.]. Rossijskij veterinarnyj žurnal. No. 4 (2009): pp. 45-47. (In Russ.). EDN: PGQJDP

4. Osokina A.S., Kolbina L.M., Gushchin A.V. [Effect of feeding and maintenance conditions on the growth of larvae of the greater wax moth (Galleria mellonella L.)]. Dostižnija nauki i techniki APK. V. 30, No. 7 (2016): pp. 88-92. (In Russ.). EDN: WJXNYX

5. Opredelenie čuvstvitel’nosti mikroorganizmov k antimikrobnym preparatam. Rossijskie rekomendacii. Versija 2024-02 [Russian guidelines. Determination of antimicrobial susceptibility of mi-croorganisms. Version 2024-02]. MAKMAKH, SGMU: Smolensk, 2024. 192 p. (In Russ.).

6. Andrea A., Krogfelt K.A., Jenssen H. Methods and Challenges of Using the Greater Wax Moth (Gal-leria mellonella) as a Model Organism in Antimicrobial Compound Discovery. Microorganisms. V. 7(3) (2019). Art. ftab85. DOI: 10.3390/microorganisms7030085.

7. Asai M. et al. Galleria mellonella-intracellular bacteria pathogen infection models: the ins and outs. FEMS Microbiol. Rev. V. 47(2) (2023). Art. fuad011. DOI: 10.1093/femsre/fuad011. EDN: PBWDQO

8. Banville N., Browne N., Kavanagh K. Effect of nutrient deprivation on the susceptibility of Galleria mellonella larvae to infection. Virulence. V. 3, No. 6 (2012): pp. 497-503. DOI: 10.4161/viru.21972.

9. Champion O.L., Wagley S., Titball R.W. Galleria mellonella as a model host for microbiological and toxin research. Virulence. V. 7(7) (2016): pp. 840-5. DOI: 10.1080/21505594.2016.1203486.

10. Chen R.Y., Keddie B.A. The Galleria mellonella-enteropathogenic Escherichia coli model system: characterization of pathogen virulence and insect immune responses. J. Insect Sci. V. 21(4) (2021). Art. 7. DOI: 10.1093/jisesa/ieab046. EDN: UYWYR

11. Dinh H. et al. Microbiology's next top model: Galleria in the molecular age. Pathog. Dis. V. 79(2) (2021). Art. ftab006. DOI: 10.1093/femspd/ftab006. EDN: TKXTAQ

12. Hesketh-Best P.J. et al. Galleria mellonella larvae exhibit a weight-dependent lethal median dose when infected with methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Pathogens and disease. V. 79, No. 2 (2021). Art. ftab003. DOI: 10.1093/femspd/ftab003. EDN: GKKTAB

13. Hoffmann J.A. Innate immunity of insects. Curr. Opin. Immunol. V. 7(1). (1995): pp. 4-10. DOI: 10.1016/0952-7915(95)80022-0.

14. Hofkens N. et al. Microbisporicin (NAI-107) protects Galleria mellonella from infection with Neis-seria gonorrhoeae. Microbiol. Spectr. V. 11(6) (2023). Art. e0282523. DOI: 10.1128/spectrum.02825-23. EDN: CPQYFJ

15. Jorjão A.L. et al. From moths to caterpillars: Ideal conditions for Galleria mellonella rearing for in vivo microbiological studies. Virulence. V. 9 (2018): pp. 383-389. DOI: 10.1080/21505594.2017.1397871.

16. Kavanagh K., Sheehan G. The Use of Galleria mellonella Larvae to Identify Novel Antimicrobial Agents against Fungal Species of Medical Interest. J. Fungi (Basel). V. 4(3) (2018). Art. 113. DOI: 10.3390/jof4030113.

17. Malmquist J.A., Rogan M.R., McGillivray S.M. Galleria mellonella as an Infection Model for Bacil-lus anthracis Sterne. Front. Cell. Infect. Microbiol. V. 9 (2019). Art. 360. DOI: 10.3389/fcimb.2019.00360.

18. Mukherjee K. et al. Galleria mellonella as a model system for studying Listeria pathogenesis. Appl. Environ. Microbiol. V. 76(1) (2010): pp. 310-317. DOI: 10.1128/AEM.01301-09. EDN: NYONEB

19. Ookubo M. et al. “Rich arginine and strong positive charge” antimicrobial protein protamine: From its action on cell membranes to inhibition of bacterial vital functions. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes. V. 1866. No. 5 (2024). Art. 184323. DOI: 10.1016/j.bbamem.2024.184323. EDN: NYWNRO

20. Piatek M., Sheehan G., Kavanagh K. Utilising Galleria mellonella larvae for studying in vivo activi-ty of conventional and novel antimicrobial agents. Pathog. Dis. V. 78(8) (2020). Art. ftaa059. DOI: 10.1093/femspd/ftaa059. EDN: TTMTSY

21. Serrano I. et al. The Virtuous Galleria mellonella Model for Scientific Experimentation. Antibiotics (Basel). V. 12(3) (2023). Art. 505. DOI: 10.3390/antibiotics12030505. EDN: ITADWL

22. Vertyporokh L., Hułas-Stasiak M., Wojda I. Host-pathogen interaction after infection of Galleria mellonella with the filamentous fungus Beauveria bassiana. Insect Sci. V. 27(5) (2020): pp. 1079-1089. DOI: 10.1111/1744-7917.12706. EDN: ZKIICX

23. Wang G. et al. APD6: the antimicrobial peptide database is expanded to promote research and de-velopment by deploying an unprecedented information pipeline. Nucleic Acids Res. V. 54(D1) (2026): pp. 363-374. DOI: 10.1093/nar/gkaf860.

24. White D., Sykes E.M.E., Kumar A. Galleria mellonella as an Infection and Antibiotic Treatment Model for Acinetobacter baumannii. J. Vis. Exp. No. 221 (2025). Art. e68625. DOI: 10.3791/68625. EDN: WCGDLI

25. World Health Organization. The WHO AWaRe (access, watch, reserve) antibiotic book. - World Health Organization, 2022.

26. Zhou L. et al. Developmental Changes for the Hemolymph Metabolome of Silkworm (Bombyx mori L.). J. Proteome Res. V. 14(5) (2015): pp. 2331-2347. DOI: 10.1021/acs.jproteome.5b00159.

Загрузки

Опубликован

2026-07-07

Выпуск

Том 17 № 2 (2026): Вестник Пермского университета. Серия Биология

Раздел

Микробиология

Лицензия

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Как цитировать

Моделирование инфекционного процесса у личинок Galleria mellonella для оценки антибактериального действия катионных пептидных соединений в условиях in vivo. (2026). Вестник Пермского университета. Серия Биология, 17(2), 169-178. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2026-2-169-178

Похожие статьи

51-60 из 61

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.