لقد قمنا بتطوير نظام الفحص الإنتاجية العالية وحدات لاكتشاف مركبات جديدة ضد السل المتفطرة، تستهدف داخل وفي مرق تزايد البكتيريا وكذلك السمية الخلوية ضد الخلية المضيفة الثدييات.
مقالة منهجية
لقد قمنا بتطوير نظام الفحص الإنتاجية العالية وحدات لاكتشاف مركبات جديدة ضد السل المتفطرة، تستهدف داخل وفي مرق تزايد البكتيريا وكذلك السمية الخلوية ضد الخلية المضيفة الثدييات.
المتفطرة السلية ، العامل المسبب لمرض السل (TB) ، هي سبب رئيسي للمراضة والوفيات في جميع أنحاء العالم. ومع تزايد انتشار السل المقاوم للأدوية المتعددة، هناك حاجة ملحة حقيقية لوضع استراتيجيات علاجية جديدة ضد عدوى السل. تقليديا, يتم تقييم المركبات بناء على نشاطها المضاد للبكتيريا في ظروف النمو في المختبر في مرق; ومع ذلك ، غالبا ما تكون النتائج مضللة لمسببات الأمراض داخل الخلايا مثل M. tuberculosis نظرا لأن ظروف الفحص الظاهري داخل المرق تختلف اختلافا كبيرا عن ظروف المرض الفعلية داخل جسم الإنسان. كان فحص مثبطات العمل داخل البلاعم صعبا تقليديا بسبب تعقيد العدوى وتباينها ومعدل تكاثر متفطرة السل البطيء. في هذه الدراسة، أبلغنا عن نهج جديد لتقييم فعالية المركبات بسرعة على بقاء المتفطرة السلية في نموذج عدوى البلاعم. باستخدام مزيج من مقايسة السمية الخلوية ومقايسة بقاء مرض السل في المرق ، تمكنا من إنشاء نظام فحص يولد تحليلا شاملا للمركبات ذات الأهمية. هذا النظام قادر على إنتاج بيانات كمية بتكلفة منخفضة في متناول معظم المختبرات ومع ذلك فهو قابل للتطوير بدرجة كبيرة ليناسب الإعدادات الصناعية الكبيرة.
المتفطرة السلية، العامل المسبب لمرض السل (TB)، هو أحد الأسباب الرئيسية للمراضة والوفيات في جميع أنحاء العالم. TB الحساس للأدوية هو مرض قابل للعلاج يتطلب مضادات حيوية متعددة لمدة 6 أشهر. على الرغم من كونه مرض قابل للعلاج، وقدرت نسبة الوفيات بمرض السل أن يكون 1.5 مليون في عام 2015 1. في السنوات ال 10 الماضية، كانت هناك زيادة المخاوف من انتشار M. السل المقاوم للأدوية. يتم تعريف للأدوية المتعددة مقاومة السل (MDR-TB) كما TB التي هي مقاومة على الأقل أيزونيازيد (INH) وريفامبيسين (RMP)، ومعظم سلالات السل المقاوم للأدوية المتعددة هي أيضا مقاومة لتحديد الأدوية TB الخط الثاني، مما يحد من خيارات العلاج . آثار مقاومة المخدرات تخلق تحديا أكبر لعلاج المرضى الذين يعانون شارك في المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية (HIV). 400000 المرضى في جميع أنحاء العالم توفي من مرض السل المرتبطة بفيروس نقص المناعة البشرية في عام 2015 1. مخيبة للآمال، والولايات المتحدة الأمريكية للغذاء والدواء Administوقد وافقت التموينية واحد فقط المخدرات TB جديدة ضد MDR-TB، bedaquiline، في السنوات ال 40 الماضية 2. هناك حاجة ماسة إلى التقدم في إيجاد علاجات أفضل وأقصر TB من أجل البقاء قدما في مكافحة السل وMDR-TB.
تقليديا، يتم تنفيذ الشاشات المخدرات TB تحت في المختبر ظروف النمو في متوسط النمو، حيث تتم إضافة مركبات للثقافة متنامية ويتم تحديد فعاليتها في القضاء على الكائنات الحية الدقيقة عن طريق عد مستعمرة (كفو) في وسط صلب. كما تعول CFU هي كثيفة العمالة، تستغرق وقتا طويلا، ومكلفة، وقد وضعت وسائل غير مباشرة مختلفة للتخفيف من حدة هذه المشكلة. وتشمل هذه الأساليب في الامار الأزرق جدوى فحص 3، وتحديد مضان 4 من البروتين الأخضر الفلورسنت (GFP) أو التلألؤ 5 من البكتيريا، معربا عن وسيفيراز، وتقدير مجموع أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) 6 و 7.
يتميز TB نموذجي من عدوى السل M. في الرئة، حيث تتواجد البكتيريا وتتكاثر داخل جسم بلعمي الضامة السنخية 8. الشاشة المظهرية بسيطة في مرق قد تتناسب مع مسببات الأمراض خارج الخلية. ومع ذلك، في المنظور التاريخي، وأصيب المركبات ضد M. السل التي تم تحديدها باستخدام هذه الطريقة غالبا ما تفشل في الارتقاء إلى مستوى التوقعات خلال خطوات التحقق من صحة المصب في نماذج العدوى. نقترح أن المخدرات TB يتم تنفيذ الأفضل في نموذج عدوى الخلية المضيفة داخل الخلايا. ومع ذلك، ونماذج الخلايا تمتلك العديد من الحواجز التكنولوجية والبيولوجية لفحص (HTS) تطوير الإنتاجية العالية. وهناك عقبة كبيرة هي تعقيد عملية العدوى، والتي تجسدت خطوات عديدة وإزالة متطورة من البكتيريا خارج الخلية التي كتبها في الفترات الفاصلة بين الغسيل. وهناك عقبة رئيسية الثانية هي المرة إعادة طويلةيتطلبه، كما كشف عن النمو، ويتم عادة CFU تعول على لوحات ثقافة، هي العملية التي تستغرق أكثر من 3 أسابيع لإكمال. تم توفير حل واحد ليحل محل التهم CFU بواسطة المجهر الفلورسنت الآلي في تركيبة مع البكتيريا الفلورسنت. ومع ذلك، هذا الحل يتطلب الاستثمار في المعدات الأولي الذي هو خارج عن متناول العديد من مختبرات البحوث. ومن شأن ومنخفضة التكلفة بسيطة، والأمراض ذات الصلة طريقة HTS يعزز إلى حد كبير عملية اكتشاف المخدرات.
في هذه الدراسة، ونحن التقرير نظام HTS جديد، وحدات التي تهدف إلى توفير السريع، وتدرجية عالية، بعد اقتصادي، فحص مناسبة لتحديد النشاط من المركبات ضد الخلايا السل M.. ويتكون هذا النظام من ثلاث وحدات: (ط) داخل الخلايا، (ب) السمية الخلوية، و (iii) فحوصات في المرق. توفر النتيجة النهائية مجتمعة وصفا شاملا للخصائص مركب، مع معلومات إضافية عن الوضع المحتمل للعمل. هذا الشورينظام reening استخدمت في العديد من المشاريع مع المكتبات مجمع المختلفة التي تستهدف طريقة العمل، بما في ذلك تحليل التآزر المخدرات 9، وتحفيز الالتهام الذاتي 10، وتثبيط M. السل -secreted عامل الضراوة (غير منشورة). كما تم دراسة المركبات من وضع غير معروف من عمل 11. اعتمد نسخة معدلة من هذا الأسلوب أيضا شريك صناعي لدينا كأسلوب غربلة أولية لتحديد مركبات جديدة ضد الخلايا السل M. 11.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. سلالة بكتيرية والنمو المتوسطة
2. THP-1 المتوسطة والصيانة
3. فحص عالية الإنتاجية داخل الخلايا عن طريق معربا عن luciferase المراسل M. السل H37Rv
4. تحليل السمسة باستخدام 3- (4،5-Dimethylthiazol-2-YL) -2،5-diphenyltetrazolium بروميد (MTT) فحص 14
5. في ومرق تحليل آخر باستخدام ريسازورين الفحص 3
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإنتاجية العالية فحص الخلايا باستخدام M. السل التعبير عن الجينات وسيفيراز
الشكل 2A والجدول 1 يحتوي على البيانات الخام التي تم جمعها من قبل luminometer، أعرب في وحدات الانارة النسبية (RLU)، والتي تبين تأثير تركيز المتزايد للريفامبيسين المخدرات TB على M. السل داخل THP-1 الخلايا. الشكل 2A
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وكان الهدف من هذه الدراسة هو إيجاد طريقة HTS بسيطة وفعالة من حيث التكلفة باستخدام نموذج العدوى داخل الخلايا البشرية لM. السل. والسل هو مرض يصيب الإنسان تتميز إصابة الضامة السنخية التي كتبها M. السل. بسبب قضايا السلامة الأحيائية، وقد استخدم البحوث التي تنطوي على النماذج البيولوجية لكل من البكتيريا والخلايا المضيفة في الماضي. ومع ذلك، فقد تبين أن استخدام البكتيريا البديلة ونماذج غير البشرية لا تنبئ الفقيرة من نجاح الكر إلى المبادرة في تطوير الأدوية، مشيرا إلى أن فح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح مالية متنافسة لهذا العمل.
تم دعم هذا العمل من قبل جمعية BC Lung Association و Mitacs.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| RPMI 1640 | Sigma-Aldrich | R5886 | |
| L-glutamine | Sigma-Aldrich | G7513 | |
| مصل بقري الجنين (FBS) | Thermo Fisher Scientific | 12483020 | |
| Middlebrook 7H9 | Becton و Dickinson and Company | 271210 | |
| Tween80 | Fisher Scientific | T164 | |
| Albumin ، الرقم الهيدروجيني البقري 7 | Affymetrix | 10857 | |
| سكر العنب | فيشر Scientific | BP350 | |
| كلوريد الصوديوم | فيشر العلمي | BP358 | |
| كبريتات الكاناميسين | فيشر Scientific | BP906 | |
| PMA | سيجما ألدريتش | P8139 | |
| MTT | سيجما ألدريتش | M2128 | |
| N ، N< / em>- ثنائي ميثيل فورماميد (DMF) | فيشر سينتفوليك | D131 | |
| 1 م حمض الهيدروكولوريك (HCl) فيشر | ساینتفيك | 351279212 | |
| حمض | الخليك فيشر Scientific | 351269 | |
| SDS | فيشر Scientific | BP166 | |
| Resazurin | Alfa Aesar | B21187 | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D5879 | |
| Glycerol | Fisher Scientific | BP229 | |
| THP-1 | مجموعة ثقافة النوع الأمريكي | TIB-202 | |
| M. السل< / em> H37Rv | |||
| 96 بئر صفيحة بيضاء مسطحة | القاع Corning | 3917 | |
| 95 بئر لوحة شفافة القاع المسطحة | Corning | 3595 | |
| شفافة | Thermo Fisher Scientific | AB-0580 | |
| مقياس الطيف الضوئي | Thermo Fisher Scientific | Biomate 3 | |
| مقياس الطيف الضوئي Microplate | Biotek | Epoch | |
| الإضاءة | Applied Biosystems | Tropix TR717 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن