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Methodenartikel

Ein Assay zur Bestimmung der Initiation polymikrobieller Biofilme auf virusinfizierten Zellen

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8. Juli 2025

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Quelle: Plotkin, B. J. et al., Bestimmung der Biofilm-Initiation auf virusinfizierten Zellen durch Bakterien und Pilze. J. Vis. Exp. (2016)

Dieses Video veranschaulicht die Initiierung der polymikrobiellen Biofilmbildung auf virusinfizierten Zellen durch Bakterien und Pilze. Eine Herpes-simplex-Virusinfektion behindert die bakterielle Anheftung an die Zellen und verhindert so die Kolokalisierung von Bakterien und Pilzen. Im Gegensatz dazu zeigen nicht infizierte Zellen eine bakteriell-pilzliche Kolokalisation und eine Initiierung der Biofilmbildung.

Protokoll

>1. HSV-Dehnungen und Handhabung

HINWEIS: Für den Assay wird rekombinantes, nicht spreizendes HSV-1(KOS) gL86 und HSV-2 (KOS) 333gJ- mit Beta-Galactosidase-Reporteraktivität verwendet.

  1. Verwenden Sie das Virus aus einer einzigen Charge und lagern Sie es bei -80 °C im Verhältnis 1:1 von Dulbecco's modifiziertem Eagle's Medium (DMEM) mit 20 % fötalem Rinderserum (FBS) und Magermilch bis zur Verwendung. Vor der Lagerung der Viruscharge ist die Viruskonzentration durch o-Nitrophenyl-β-D-Galactopyranosid (ONPG) und 5-Brom-4-chlor-3-indolyl-β-D-galactopyranosid (X-Gal)-Assay zu bestimmen.
  2. Bestimmen Sie die Virusviabilität und die Multiplizität der Infektion (MOI) durch X-Gal-Färbung für jeden experimentellen Assay unter Verwendung eines Reportervirus-Entry-Assays, wie zuvor beschrieben (Abbildung 1).
  3. Verdünnen Sie das Virus (Opt-MEM) auf das gewünschte MOI. Fixieren Sie die Monoschichten (Paraformaldehyd; 0,5 ml/Well) vor dem Färben. Platzieren Sie die Virusviabilitätskontrollen in einer separaten Mikrotiterplatte parallel zu den polymikrobiellen Assayplatten.

>2. Handhabung von HeLa 299-Zellen

  1. Anbau bei 37 °C, 5 % CO2 in DMEM mit 4,5 g/l Glukose, 10 % hitzeinaktiviertem fötalem Rinderserum (FBS), Gentamicin (50 μg/ml) und L-Glutamin. Passagezellen bei 80%iger Konfluenz mit Trypsinlösung (Ethylendiamintetraessigsäure, 0,53 M EDTA; 0,05 % Trypsin; 5 ml/Kolben).

>3. Umgang mit C. albicans

HINWEIS: C. albicans, gewonnen aus einer klinischen Laborquelle, wird bei -80 °C in Remmel Magermilch 2x Medium gelagert.

  1. Kultivieren Sie gefrorenen Bestand auf Sabouraud Dextrose Medium (37 °C). Nach 24 h Subkultur den C. albicans zur Verwendung auf Fungiselmedium (37 °C; 48 h) auffüllen.
  2. Erzeugung von Keimröhrenformen (GT) (Auswahl repräsentativer Kolonien; 3 ml FBS; 3 Std.; 37 °C; Extinktion600 (Abs600), 0,3). Nach der Inkubation GT (Hanks' Balanced Salt Solution, HBSS; 2x; 4.000 x g) waschen. Gewaschenes GT zu erwärmtem HBSS (37 °C; 0,32 Abs600) geben. GT-Formen sollten 99 % der beobachteten Zellen ausmachen, die durch Hämozytometerzahl bestimmt werden.
  3. Herstellung von Hefe-Stammsuspensionen (YF) durch Auswahl repräsentativer Fungisel-Kolonien (HBSS, 3 ml; 0,32 Abs600). Zählen Sie die Anzahl der YF-Formen/ml mikroskopisch mit einem Hämozytometer. YF-Formen sollten 99 % der beobachteten Zellen ausmachen, die durch die Hämozytometerzahl bestimmt werden.
  4. Herstellung von funktionsfähiger Pilzbrühe (250 μl GT- oder YF-Stamm in 25 ml HBSS; 37 °C; 105 koloniebildende Einheit, (KBE/ml)

>4. Umgang mit S. aureus

  1. Store S. aureus American Type Culture Collection, ATCC 25923 (-80 °C; Remmel Magermilch 2x). Kultur auf Schafblut-Agar (5%; 37 °C; 24 h). Repräsentative Kolonien auswählen und innerhalb von 2 Tagen (37 °C; 18 Stunden) in Mannitolsalzmedium umfüllen.
  2. Make S. aureus Stammsuspension (3 ml HBSS; 1,32 Abs600 ;108 KBE/ml)
    1. S. aureus-Stamm zum Arbeiten herstellen (100 μl des Stoffes in 25 ml HBSS; 105 KBE/ml).

>5. Candida- und S. aureus-Suspensionen

  1. Gemischte C. albicans- und S. aureus-Suspension herstellen (250 μl YF- oder GT-Stamm und 100 μl S. aureus-Stamm in 25 ml HBSS).

>6. Polymikrobieller Biofilm-Assay

  1. 96-Well-Platten mit 200 μl von 2 x 105 HeLa-Zellen/ml (85 % Konfluenzniveau) bestücken. Gesteinsplatten (30 - 45 min; 37 °C) vor der Inkubation (37 °C; 5 % CO2 -Inkubator; 18 h). Waschen Sie Monolagen (1x; Opt-MEM) und dann mit HSV (HSV-1 (KOS) gL86 oder HSV-2 (KOS) 33 gJ- in 100 μl Opt-MEM ; MOI 50 und 10). Platten inkubieren (3 Std.; 37 °C; 5 % CO2). Verwenden Sie nur einen Virusstamm pro Tag.
  2. Infizierte Monoschichten (1x; phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS)) mit Mg+2 und Ca+2; 100 μl) waschen. Ersetzen Sie PBS durch warmes HBSS und lassen Sie 25 μl in jeder Vertiefung.
    1. YF, GT und/oder S. aureus Arbeitssuspensionen (100 μl; Ziel-Zell-Verhältnis = 5:1; n = 16) wie in Tabelle 1 angegeben zugeben. Platten inkubieren (statisch; 30 min; 37 °C; 5 % CO2).
  3. Nach der Inkubation wird eine Säule nach der anderen aspiriert und sofort mit 300 μl PBS mit Mg+2 und Ca+2 nachgefüllt. Wiederholen Sie diesen Schritt zweimal, und fügen Sie dann einen Radioimmunpräzipitationsassay und einen Lysepuffer (RIPA; Filter sterilisiert; 200 μl einer Verdünnung von 1:50) hinzu.
  4. Das HeLa-Zelllysat wird schnell verzerrt und dann 50 μl auf Mannitolsalze (MS) und/oder Fungisel (F) aufgetragen (Abbildung 2). Verteilen Sie das Lysat mit einem Glasstab, der in einem 90°-Winkel gebogen ist. Inkubieren Sie die Platten (18 Std. bei 37 °C). Zählen Sie manuell die Anzahl der Völker pro Platte. Die Kontrollen bestehen aus S. aureus- und/oder C. albicans-Adhärenz an HSV-nicht infizierten HeLa-Zellen.

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Tabelle 1. Allgemeine Template-Bestimmung der mikrobiellen Adhärenz in polymikrobiellen Interaktionen.GT= Phänotyp des Keimschlauchs Candida albicans; YF= Phänotyp der C. albicans-Hefeform; MSSA= Methicillin-empfindlicher Staphylococcus aureus; MS= Mannitolsalze Mittel; F= Fungisel-Medium.

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Ergebnisse

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Abbildung 1. Röntgen-Gal-Färbung Bilder einer dosisabhängigen HSV-1-Infektion in HeLa-Zellen. HeLa-Zellen, die mit HSV-1 infiziert waren, wurden bei verschiedenen MOI- und X-Gal-Färbungen angefärbt. (A) HeLa-Zellen in einer Vertiefung mit einer 96-Well-Platte mit X-Gal-gefärbter, scheininfizierter HeLa-Zellkontrolle; 20-fache Anfangsvergrößerung; (B) HeLa-Zellen i...

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Offenlegungen

Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
C.albicans
BBL Sabouraud TraubenzuckerBd211584
Fungisel-AgarPunkt Wissenschaftlich7205A
S.aureus
Mannitol-Salz-AgarTroy Biologicals7143B
Agar aus SchafsblutTroy Biologicals221239
Hela-Zellen
1xDMEM (Dubelcco's Modified Eagle Medium, mit 4,5 g/L Glukose und L-Glutamin, ohne NatriumpyruvatCorning10-017-CM
Gentamicin 50mg/mlSigmaNr. 139750μg/ml Endkonzentration im kompletten DMEM
Trypsin EDTA (0,05% Trypsin, 0,53M EDTA)Lösung 1XCorning25-052-CI
Fötales RinderserumAtlanta BiologicalsNr. S1115010% Endkonzentration im kompletten DMEM
Sonstige Medien und Reagenzien
ONPGThermo ScientificArtikel-Nr.: 34055
Ultra-reine X-GalloneInvitrogenArtikel-Nr.: 15520-018
1x HBSS (Hanks' ausgewogene Salzlösung)Corning20-021-CV
1XPBS (Englisch)Punkt Wissenschaftlich30042-500
RIPA LyseLebenstechnologienNr. 89901
Vorräte
96-Well-PlattenEvergreen ScientificArtikel-Nr.: 222-8030-01F
Kulturröhrchen 100x13Thomas WissenschaftlichArtikel-Nr.: 9187L61

Tags

Herpes Simplex Virusbakterielle fungale KolokalisierungHeparansulfatKoloniebildungsassayZelllysepuffermikrobielle Adh sionHeLa ZellenRIPA Lysepuffer