Quantifizierung des bakteriellen Ausscheidungs zur Bewertung des Infektionsübertragungspotenzials bei Drosophila
JoVE Encyclopedia of Experiments
Mikrobiologie
0 Ansichten • 2:02 Min. • January 30th, 2026
Beginnen Sie mit einer Drosophila-Fliege, die zuvor von einem darmkolonisierenden bakteriellen Erreger infiziert wurde.
Übertragen Sie die Fliege in ein steriles Rohr mit einem Fliegenfuttermedium.
Lass die Fliege ungestört, damit sie sich von der Nahrung ernährt.
Im Fliegendarm nutzen die pathogenen Bakterien die Nährstoffe aus der Nahrung und vermehren sich.
Wenn die Fliege ausgescheidet wird, werden auch einige Bakterien freigesetzt.
Nach einer festen Phase werden die Fliege in ein frisches Rohr mit Futter umgefüllt und der Vorgang mehrmals wiederholt.
Dann wirf die Fliege aus dem letzten Rohr weg.
Fügen Sie jedem Rohr und Wirbel einen Puffer hinzu, um Bakterien aus dem Fliegenausscheidung freizusetzen.
Bereiten Sie serielle Verdünnungen der gewonnenen Lösung aus jedem Rohr vor.
Platzieren Sie die verdünnten Lösungen auf einer Nähragarplatte und inkubieren Sie, damit Bakterienkolonien wachsen können.
Zählen Sie die Kolonien, um die Anzahl der lebensfähigen Bakterien zu bestimmen, die die infizierte Fliege im Laufe der Zeit ausgestoßen hat, was ihr Potenzial zur Infektionsübertragung widerspiegelt.
Um die bakterielle Ausscheidung zu messen, werden einzelne Fliegen in 1,5-Milliliter-Röhren mit etwa 50 Mikrolitern Lewis-Medium übertragen.
Wechsle die Sonde alle 24 Stunden. Nachdem drei Röhren 24 Stunden lang bevölkert wurden, entsorgen Sie die Fliegen. Nach jedem Transfer missen Sie die im Röhren enthaltenen Bakterien.
Mischen Sie den Inhalt der Röhre mit 100 Mikrolitern PBS mithilfe eines Vortex. Dann misst man die CFUs im Gemisch durch das Galvanisieren von seriellen Verdünnungen.
Übersicht
Diese Studie untersucht die Ausscheidung pathogener Bakterien durch Drosophila-Fliegen, die mit einem im Darm kolonisierenden bakteriellen Pathogen infiziert wurden. Die Methodik beinhaltet das Überführen infizierter Fliegen in sterile Umgebungen und die Messung bakterieller Kolonien zur Beurteilung des Übertragungspotenzials.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Mikrobiologie
- Infektionskrankheiten
- Entomologie
Hintergrund
- Drosophila dient als Modellorganismus zur Untersuchung der Wechselwirkungen mit dem Mikrobiom des Darms.
- Das Verständnis der bakteriellen Ausscheidung ist entscheidend, um die Übertragung von Infektionen zu bewerten.
- Pathogene Bakterien können Nährstoffe aus der Nahrung des Wirts ausnutzen.
- Frühere Studien haben die Bedeutung der Wirt-Pathogen-Dynamik gezeigt.
Zweck der Studie
- Die Anzahl der lebensfähigen Bakterien zu quantifizieren, die von infizierten Drosophila ausgeschieden werden.
- Das Übertragungspotenzial bakterieller Krankheitserreger zu verstehen.
- Eine Methode zur Messung der bakteriellen Ausscheidung über die Zeit zu entwickeln.
Verwendete Methoden
- Infizierte Fliegen werden in sterile Röhrchen mit Nahrung überführt.
- Den Fliegen wird erlaubt, die Nahrung aufzunehmen und Bakterien in das Medium auszuscheiden.
- Puffer wird hinzugegeben, um Bakterien aus den Ausscheidungen zu gewinnen.
- Serielle Verdünnungen werden auf Nähragar platziert, um die Kolonien zu zählen.
Hauptergebnisse
- Lebensfähige Bakterien wurden erfolgreich aus den Exkrementen infizierter Fliegen isoliert.
- Die Methode ermöglichte die Quantifizierung der bakteriellen Ausscheidung über die Zeit.
- Die Ergebnisse deuten auf ein erhebliches Potenzial für die Übertragung der Infektion hin.
- Die Fliegen schieden über mehrere Fütterungszyklen hinweg kontinuierlich Bakterien aus.
Schlussfolgerungen
- Die Studie liefert Einblicke in die Dynamik der bakteriellen Ausscheidung bei Drosophila.
- Die Ergebnisse tragen zum Verständnis der Wirt-Pathogen-Interaktionen bei.
- Diese Methode kann auf weitere Untersuchungen zur bakteriellen Übertragung angewendet werden.
Häufig gestellte Fragen
Aussagekräftige Relevanz für die Industrie
Die Quantifizierung der bakteriellen Ausscheidung bei Modellorganismen liefert einen messbaren Proxy für das Übertragungspotential einer Infektion und unterstützt die Validierung von Zielstrukturen in frühen Entwicklungsphasen antimikrobieller Wirkstoffe. Dieser Ansatz ermöglicht eine mechanistische Risikominderung, indem die Pathogenlast in den Ausscheidungen des Wirts mit dem Risiko einer Ausbreitung in der Umwelt verknüpft wird, und liefert damit Entscheidungsgrundlagen für Go/No-Go-Entscheidungen in der Leitstrukturforschung. Die Methode erhöht die Vorhersagegenauigkeit präklinischer Modelle, indem sie standardisierte quantitative Messungen der Pathogenausscheidung über die Zeit hinweg ermöglicht.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Misst die Ausscheidung lebensfähiger Krankheitserreger, um das Übertragungspotential zu bewerten und therapeutische Hypothesen zu validieren.
- Operationaler Wert: Bietet einen reproduzierbaren Arbeitsablauf zur Verfolgung der Dynamik der bakteriellen Belastung in Wirtssystemen.
- Strategischer Wert: Unterstützt die Priorisierung von Zielstrukturen, indem die Verringerung der Ausscheidung als funktioneller Endpunkt zur Beurteilung der Wirksamkeit von Interventionen quantifiziert wird.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt quantitative KBE-Daten aus seriellen Verdünnungen und Ausplattierungen, um Dosis-Wirkungs-Profile zu ermöglichen.
- Operativer Wert: Standardisiert die Probenrückgewinnung mittels Puffer-Vortex und Verdünnungs-Ausplattierung für eine vergleichbare Konsistenz zwischen Assays.
- Strategischer Wert: Schafft eine skalierbare Screening-Plattform zur Bewertung von Substanzen, die die Ausscheidung von Pathogenen verringern.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Verbindet die Belastung des Darms mit Krankheitserregern mit den Ausscheidungsmengen und unterstützt dadurch die Modellierung krankheitsrelevanter Systeme.
- Operativer Wert: Ermöglicht die langfristige Überwachung über mehrere Wirtzyklen hinweg, um das anhaltende Übertragungsrisiko zu bewerten.
- Strategischer Wert: Unterstützt Entscheidungen über die präklinische Weiterentwicklung, indem er die Wirkung auf die Ausscheidung als Biomarker für das transmissionshemmende Potenzial misst.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode eignet sich für den Übergang von der frühen Entdeckung zur präklinischen Phase, wobei die Quantifizierung der Freisetzung als funktioneller Biomarker für übertragungshemmende Kandidaten dient.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung zu Wirt-Pathogen-Interaktionen, indem die Ausscheidung als Messgröße für die Darmkolonisation und Virulenz herangezogen wird.
- Screening: Liefert reproduzierbare, quantitative KBE-Lesewerte pro Zeitpunkt, um den Einfluss von Substanzen auf die Ausscheidung zu bewerten.
- Analytik: Ermöglicht den statistischen Vergleich von Ausscheidungskurven unter verschiedenen Bedingungen anhand von Koloniezähldaten aus seriellen Verdünnungen.
- Translationale Forschung: Verknüpft die Verringerung der Ausscheidung mit dem Übertragungsrisiko und orientiert sich dabei an Biomarker-Strategien zur Infektionskontrolle.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Etabliert einen standardisierten Ausscheidungstest, der in Programmen für vektorübertragene und gastrointestinale Pathogene anwendbar ist.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Liefert Einblicke in die Mechanismen der Pathogenausscheidungsdynamik und reduziert Ungewissheiten bei der Übertragungsmodellierung.
- Operationaler Wert: Stellt durch standardisierte Schritte zum Übertragen, Gewinnen und Ausplattieren der Fliegen die Reproduzierbarkeit sicher.
- Strategischer Wert: Verbessert die Kapitalnutzungseffizienz, indem frühzeitig Verbindungen priorisiert werden können, die nachweislich die Ausscheidung verringern.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Weiterentwicklung, indem die Verringerung der Ausscheidung mit einem geringeren Übertragungspotential in Krankheitsmodellen verknüpft wird.
Durchführungsaspekte
- Setzt Fachkenntnisse in mikrobiologischem Ausplattieren, serieller Verdünnung und KBE-Zählung voraus.
- Hängt von sterilen Schläuchen, Nährboden-Agar und Vortexgeräten für die bakterielle Rückgewinnung ab.
- Erfordert eine standardisierte Abstimmung zwischen den Teams hinsichtlich des Übertragungszeitpunkts und der Verdünnungsprotokolle, um die Vergleichbarkeit der Daten sicherzustellen.
- Die Anpassung an alternative Modelle erfordert eine Validierung der Effizienz der bakteriellen Rückgewinnung aus Ausscheidungsmatrizes.
- Zu den praktischen Einschränkungen gehören die Variabilität im Ausscheidungsverhalten des Wirts sowie die Notwendigkeit konsistenter Fütterungsbedingungen über alle Wiederholungen hinweg.
Biopharma-Häufige Fragen
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Zuletzt aktualisiert: 29 August 2026