Bewertung des antimikrobiellen Potenzials von Bacteriocin-produzierenden fäkalen Bakterienisolaten der Maus
JoVE Encyclopedia of Experiments
Immunologie
0 Ansichten • 2:49 Min. • July 8th, 2025
Nehmen Sie eine Stuhlsuspension aus Mäusen, die Milchsäurebakterien oder LAB enthalten, die Bakteriocin, ein antimikrobielles Peptid, produzieren, und inokulieren Sie in ein vorgewärmtes LAB-selektives Weichagarmedium.
Gießen Sie das Medium in eine Agarplatte, so dass die erste Schicht entsteht.
Eine zweite Agarschicht überlagern und inkubieren.
Die erste Schicht fördert selektiv das LAB-Wachstum, so dass die sekretierten Bakteriocin-Moleküle von den Kolonien nach außen in das umgebende Medium diffundieren können.
Die zweite Schicht enthält ein zellfreies Medium, das die Diffusion von Bacteriocin ermöglicht und das Wachstum von LAB-Kolonien auf der Oberfläche verhindert.
Gießen Sie nun eine dritte Agarschicht ein, die einen bakteriocinempfindlichen Stamm enthält.
Die Bakterien, die in der dritten Schicht wachsen, treffen auf das Bactriocin, das aus den unteren Schichten diffundiert.
Das Bacteriocin stört die Zellmembran empfindlicher Bakterien, stört die zelluläre Homöostase und führt zum Zelltod, der als klare Zone auf der dritten Schicht sichtbar ist.
Messen Sie den Zonendurchmesser, um die Wirksamkeit von Bacteriocin zu beurteilen.
Um Bakteriocin-produzierende Bakterienzellen in Stuhlproben zu zählen, werden verdünnte Zellen des Bakteriocin-Produzenten auf 4 Milliliter vorgewärmten MRS-Soft-Agar übertragen. Mischen Sie den Agar durch Vortexen und gießen Sie die Zellen auf eine MRS 1,5%ige Agarplatte. Diese Schicht wird als erste Schicht bezeichnet.
Übertragen Sie weitere 4 Milliliter zellfreien 0,8%igen MRS-Weichagar auf die erste Schicht, um alle Zellen in den Weichagar einzubetten. Diese Schicht soll verhindern, dass Zellen als Kolonien auf der Oberfläche der Agarplatten wachsen.
Trocknen Sie die Platten in der sterilen Haube, indem Sie den Deckel fünf bis 10 Minuten lang abnehmen, bevor Sie die Platten 20 bis 24 Stunden lang bei 30 Grad Celsius für das Zellwachstum und die Koloniebildung inkubieren.
Zur Identifizierung von Bakteriocin-produzierenden Kolonien werden 40 Mikroliter einer Übernachtkultur eines geeigneten Indikatorstamms mit 4 Millilitern vorgewärmtem Weichagar für jede Platte gemischt. Die Mischung auf die Teller geben. Diese Schicht wird als dritte Schicht bezeichnet.
Trocknen und inkubieren Sie die Platten wie zuvor, für das Zellwachstum und die Koloniebildung. Bacteriocin-produzierende Kolonien haben klare Hemmzonen um die Kolonien herum.
Übersicht
Diese Studie untersucht die Produktion von Bacteriocinen durch Milchsäurebakterien (LAB) aus Maus-Fäkalproben. Die Methodik beinhaltet das Schichten von Agar, um die Wirksamkeit von Bacteriocinen zu bewerten und Bacteriocin-produzierende Kolonien zu identifizieren.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Mikrobiologie
- Antimikrobielle Peptide
- Lebensmittelwissenschaft
Hintergrund
- Bakteriocine sind antimikrobielle Peptide, die von Bakterien produziert werden.
- Milchsäurebakterien sind für ihre probiotischen Eigenschaften bekannt.
- Das Verständnis der Bakteriocinproduktion kann Auswirkungen auf die Lebensmittelkonservierung und die Gesundheit haben.
- Die Beurteilung der Bakteriocinwirksamkeit ist entscheidend, um deren potenzielle Anwendungen einzuschätzen.
Zweck der Studie
- Beurteilung der Bacteriocinproduktion von LAB in Mäusekotproben.
- Entwicklung einer Methode zur Messung der Bacteriocinaktivität.
- Identifizierung von Bacteriocin-produzierenden Kolonien mittels selektiver Agarschichten.
Verwendete Methoden
- Herstellung des selektiven Weichagar-Mediums für LAB.
- Auftragen von Agarschichten, um die Diffusion von Bacteriocinen und das bakterielle Wachstum zu fördern.
- Bebrütung der Agarplatten, um die Koloniebildung zu ermöglichen.
- Messung der Hemmzonen zur Beurteilung der Bacteriocin-Aktivität.
Hauptergebnisse
- Klare Hemmzonen weisen auf bakteriozine Aktivität gegenüber empfindlichen Stämmen hin.
- Erfolgreiche Identifizierung von bakteriozineproduzierenden Kolonien aus fäkalen Proben.
- Quantitative Beurteilung der bakteriozinen Potenz durch Messung des Zonendurchmessers.
Schlussfolgerungen
- Die Methode identifiziert und quantifiziert bakteriozinerzeugende LAB effektiv.
- Die Ergebnisse tragen zum Verständnis der antimikrobiellen Eigenschaften von LAB bei.
- Diese Forschung hat potenzielle Anwendungen in der Lebensmittelsicherheit und Gesundheit.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die quantitative Beurteilung bakteriozinerzeugender Milchsäurebakterien aus murinen Fäkalproben ermöglicht eine Bewertung antimikrobieller Kandidaten im frühen Entwicklungsstadium. Dieser Agarschichttest bietet eine reproduzierbare Plattform zur Untersuchung der Aktivität mikrobiell produzierter Peptide und unterstützt eine vorhersagbare Aussagekraft hinsichtlich der Zielvalidierung und der Reduzierung mechanistischer Risiken. Der Ansatz unterstützt die Selektion innerhalb eines Portfolio-Repertoires, indem er starke antimikrobielle Produzenten identifiziert, die einer weiteren translationellen Untersuchung bedürfen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die funktionelle Screening von mikrobiellen Isolaten auf die Produktion antimikrobieller Peptide.
- Unterstützt die mechanistische Ent风险bewertung durch direkte Messung der bakteriozinvermittelten Hemmung empfindlicher Stämme.
- Erleichtert die Target-Validierung durch quantifizierbare Hemmzonen, die mit der Bakteriozin-Potenz verknüpft sind.
Screening und Assay-Entwicklung
- Etabliert einen standardisierten, mehrschichtigen Agar-Test zur reproduzierbaren Detektion bakterioziner Aktivität.
- Erzeugt quantitative Ergebnisse (Zonen-Durchmesser) zur vergleichenden Beurteilung der Wirksamkeit.
- Bereitet validierte biologische Systeme für nachgeschaltete antimikrobielle Screening-Workflows vor.
Translationale und präklinische Forschung
- Ermöglicht die Ausrichtung an krankheitsrelevanten Modellen, indem murine Darmmikrobiota als Quelle für antimikrobielle Kandidaten genutzt wird.
- Gewährleistet Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung, indem die Auswahl von Isolaten mit hoher Wirksamkeit ermöglicht wird.
- Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen für die Weiterentwicklung auf Grundlage quantitativer antimikrobieller Aktivität.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieser Test integriert sich in die Kontinuum von der Entdeckung bis zur präklinischen Phase, indem er eine frühe Identifizierung und quantitative Rangfolge von bakteriocinproduzierenden Stämmen für weitere Charakterisierungen ermöglicht.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung zur antimikrobiellen Peptidproduktion und -aktivität in komplexen, mikrobiotaabstammenden Proben.
- Screening: Ermöglicht reproduzierbare, quantitative Messungen der Hemmzone zur Wirksamkeitsbewertung.
- Analytik: Liefert klare, messbare Ergebnisse, um Analysen über verschiedene Bedingungen und Stämme hinweg zu erleichtern.
- Translationale Forschung: Verbindet Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung mit präklinischen Modellen, indem Kandidaten mit nachgewiesener Wirksamkeit in vitro ausgewählt werden.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine skalierbare und anpassbare Plattform für die kontinuierliche Untersuchung mikrobiell gewonnener Antimikrobielle.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Auswahl antimikrobieller Kandidaten und verringert mechanistische Unschärfen.
- Operationaler Wert: Standardisiert den Nachweis und die Quantifizierung bakterioziner Aktivität für reproduzierbare Ergebnisse.
- Strategischer Wert: Unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen und verbessert die Kapitalnutzungseffizienz, indem frühzeitig vielversprechende Kandidaten priorisiert werden.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung mikrobieller Isolate für die weitere Entwicklung.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in mikrobiologischer Kultivierung und im Aufbau von Schichtagar-Assays.
- Benötigt Zugang zu selektiven Medien, Indikatorstämmen und kontrollierter Inkubationsinfrastruktur.
- Setzt eine standardisierte Durchführung der Assaybedingungen und Messprotokolle über Teamgrenzen hinweg voraus.
- Anpassbar an verschiedene mikrobielle Quellen und Indikatorstämme bei Optimierung des Protokolls.
- Abhängig von der genauen Messung der Hemmzonen für eine quantitative Bewertung.
Biopharma FAQs
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Zuletzt aktualisiert: 29 August 2026