Name: Desarrollo de un modelo de biofilm de colonias polimicrobianas para probar antimicrobianos en la fibrosis quística (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 16 s
Description: Aprende a desarrollar un modelo de biofilm polimicrobiano para probar antimicrobianos en fibrosis quística usando Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus y Candida albicans. Este método mejora el rendimiento y la relevancia clínica.

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<meta charset="utf8"></head><body>Modelo CF adaptable para pruebas de antimicrobianos y análisis de dinámica microbiana

<ol><li>2021 Cf foundation patient registry highlights report. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://cysticfibrosis.msu.edu/index.php/welcome/news-and-events/39-2021-cf-foundation-patient-registry-highlights-report">https://cysticfibrosis.msu.edu/index.php/welcome/news-and-events/39-2021-cf-foundation-patient-registry-highlights-report</a> (2022).</li>
<li>Guo, J., Garratt, A., Hill, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Worldwide+rates+of+diagnosis+and+effective+treatment+for+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Worldwide rates of diagnosis and effective treatment for cystic fibrosis.</a> J Cyst Fibros. 21 (3), 456-462 (2022).</li>
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<li>Françoise, A., Héry-Arnaud, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microbiome+in+cystic+fibrosis+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Genes%22%5BJournal%5D)">The microbiome in cystic fibrosis pulmonary disease.</a> Genes. 11 (5), 536(2020).</li>
<li>Grasemann, H., Ratjen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22New+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis.</a> New Engl J Med. 389 (18), 1693-1707 (2023).</li>
<li>Camus, L., Vandenesch, F., Moreau, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+genotype+to+phenotype%3A+Adaptations+of+pseudomonas+aeruginosa+to+the+cystic+fibrosis+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Microb+Genom%22%5BJournal%5D)">From genotype to phenotype: Adaptations of pseudomonas aeruginosa to the cystic fibrosis environment.</a> Microb Genom. 7 (3), mgen000513(2021).</li>
<li>Rossi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa+adaptation+and+evolution+in+patients+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa adaptation and evolution in patients with cystic fibrosis.</a> Nat Rev Microbiol. 19 (5), 331-342 (2021).</li>
<li>Flemming, H. -C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biofilm+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The biofilm matrix.</a> Nat Rev Microbiol. 8 (9), 623-633 (2010).</li>
<li>Grainha, T., Jorge, P., Alves, D., Lopes, S. P., Pereira, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unraveling+pseudomonas+aeruginosa+and+candida+albicans+communication+in+coinfection+scenarios%3A+Insights+through+network+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Infect+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Unraveling pseudomonas aeruginosa and candida albicans communication in coinfection scenarios: Insights through network analysis.</a> Front Cell Infect Microbiol. 10, 550505(2020).</li>
<li>Flemming, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilms%3A+An+emergent+form+of+bacterial+life%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Biofilms: An emergent form of bacterial life.</a> Nat Rev Microbiol. 14 (9), 563-575 (2016).</li>
<li>Høiby, N., Bjarnsholt, T., Givskov, M., Molin, S., Ciofu, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibiotic+resistance+of+bacterial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Antimicrob+Agents%22%5BJournal%5D)">Antibiotic resistance of bacterial biofilms.</a> Int J Antimicrob Agents. 35 (4), 322-332 (2010).</li>
<li>Lorusso, A. B., Carrara, J. A., Barroso, C. D. N., Tuon, F. F., Faoro, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+efflux+pumps+on+antimicrobial+resistance+in+Pseudomonas+aeruginosa%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Role of efflux pumps on antimicrobial resistance in Pseudomonas aeruginosa.</a> Int J Mol Sci. 23 (24), 15779(2022).</li>
<li>Michaelis, C., Grohmann, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Horizontal+gene+transfer+of+antibiotic+resistance+genes+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Antibiotics+.%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Horizontal gene transfer of antibiotic resistance genes in biofilms.</a> Antibiotics .(Basel). 12 (2), 328(2023).</li>
<li>Worlitzsch, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+reduced+mucus+oxygen+concentration+in+airway+pseudomonas+infections+of+cystic+fibrosis+patients%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Effects of reduced mucus oxygen concentration in airway pseudomonas infections of cystic fibrosis patients.</a> J Clin Invest. 109 (3), 317-325 (2002).</li>
<li>König, J., Schreiber, R., Voelcker, T., Mall, M., Kunzelmann, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cystic+fibrosis+transmembrane+conductance+regulator+%28CFTR%29+inhibits+ENaC+through+an+increase+in+the+intracellular+Cl-+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Reps%22%5BJournal%5D)">The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) inhibits ENaC through an increase in the intracellular Cl- concentration.</a> EMBO Reps. 2 (11), 1047-1051 (2001).</li>
<li>Palmer, K. L., Mashburn, L. M., Singh, P. K., Whiteley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis+sputum+supports+growth+and+cues+key+aspects+of+Pseudomonas+aeruginosa+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis sputum supports growth and cues key aspects of Pseudomonas aeruginosa physiology.</a> J Bacteriol. 187 (15), 5267-5277 (2005).</li>
<li>Valenza, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+and+antimicrobial+susceptibility+of+microorganisms+isolated+from+sputa+of+patients+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Prevalence and antimicrobial susceptibility of microorganisms isolated from sputa of patients with cystic fibrosis.</a> J Cyst Fibros. 7 (2), 123-127 (2008).</li>
<li>Alam, F., Catlow, D., Di Maio, A., Blair, J. M. A., Hall, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+enhances+meropenem+tolerance+of+Pseudomonas+aeruginosa+in+a+dual-species+biofilm%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antimicrob+Chemother%22%5BJournal%5D)">Candida albicans enhances meropenem tolerance of Pseudomonas aeruginosa in a dual-species biofilm.</a> J Antimicrob Chemother. 75 (4), 925-935 (2020).</li>
<li>Burmølle, M., Ren, D., Bjarnsholt, T., Sørensen, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+in+multispecies+biofilms%3A+Do+they+actually+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Interactions in multispecies biofilms: Do they actually matter.</a> Trends Microbiol. 22 (2), 84-91 (2014).</li>
<li>Lories, B., Belpaire, T. E. R., Smeets, B., Steenackers, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Competition+quenching+strategies+reduce+antibiotic+tolerance+in+polymicrobial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Biofilms+Microbiomes%22%5BJournal%5D)">Competition quenching strategies reduce antibiotic tolerance in polymicrobial biofilms.</a> NPJ Biofilms Microbiomes. 10 (1), 23(2024).</li>
<li>Nabb, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymicrobial+interactions+induce+multidrug+tolerance+in+Staphylococcus+aureus+through+energy+depletion%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Polymicrobial interactions induce multidrug tolerance in Staphylococcus aureus through energy depletion.</a> Front Microbiol. 10, 2803(2019).</li>
<li>Cornforth, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa+transcriptome+during+human+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa transcriptome during human infection.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 115 (22), E5125-E5134 (2018).</li>
<li>Wolter, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+small-colony+variants+are+independently+associated+with+worse+lung+disease+in+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Infect+Dis%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus small-colony variants are independently associated with worse lung disease in children with cystic fibrosis.</a> Clin Infect Dis. 57 (3), 384-391 (2013).</li>
<li>Takagi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mucin+o-glycans+are+natural+inhibitors+of+Candida+albicans+pathogenicity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem+Biol%22%5BJournal%5D)">Mucin o-glycans are natural inhibitors of Candida albicans pathogenicity.</a> Nat Chem Biol. 18 (7), 762-773 (2022).</li>
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<li>Macia, M. D., Rojo-Molinero, E., Oliver, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+susceptibility+testing+in+biofilm-growing+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Microbiol+Infect%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial susceptibility testing in biofilm-growing bacteria.</a> Clin Microbiol Infect. 20 (10), 981-990 (2014).</li>
<li>Coenye, T., Goeres, D., Van Bambeke, F., Bjarnsholt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Should+standardized+susceptibility+testing+for+microbial+biofilms+be+introduced+in+clinical+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Microbiol+Infect%22%5BJournal%5D)">Should standardized susceptibility testing for microbial biofilms be introduced in clinical practice.</a> Clin Microbiol Infect. 24 (6), 570-572 (2018).</li>
<li>Turner, K. H., Wessel, A. K., Palmer, G. C., Murray, J. L., Whiteley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Essential+genome+of+Pseudomonas+aeruginosa+in+cystic+fibrosis+sputum%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Essential genome of Pseudomonas aeruginosa in cystic fibrosis sputum.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (13), 4110-4115 (2015).</li>
<li>Miles, A. A., Misra, S. S., Irwin, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+estimation+of+the+bactericidal+power+of+the+blood%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hyg%22%5BJournal%5D)">The estimation of the bactericidal power of the blood.</a> J Hyg. 38 (6), 732-749 (1938).</li>
<li>Robertson, S. N., Romero, M., Fenn, S., Kohler Riedi, P. L., Cámara, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development%2C+characterization%2C+and+evaluation+of+a+simple+polymicrobial+colony+biofilm+model+for+testing+of+antimicrobial+wound+dressings%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Development, characterization, and evaluation of a simple polymicrobial colony biofilm model for testing of antimicrobial wound dressings.</a> J Appl Microbiol. 135 (3), lxae042(2024).</li>
<li>Rumpf, C., Lange, J., Schwartbeck, B., Kahl, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+and+cystic+fibrosis-a+close+relationship.+What+can+we+learn+from+sequencing+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus and cystic fibrosis-a close relationship. What can we learn from sequencing studies.</a> Pathogens. 10 (9), 1177(2021).</li>
<li>Tay, W. H., Chong, K. K. L., Kline, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymicrobial-host+interactions+during+infection%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Polymicrobial-host interactions during infection.</a> J Mol Biol. 428 (17), 3355-3371 (2016).</li>
<li>Orazi, G., O'toole, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%26%2334%3BIt+takes+a+village%26%2334%3B%3A+Mechanisms+underlying+antimicrobial+recalcitrance+of+polymicrobial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">&#34;It takes a village&#34;: Mechanisms underlying antimicrobial recalcitrance of polymicrobial biofilms.</a> J Bacteriol. 202 (1), e00530-e00519 (2019).</li>
<li>Arjes, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+biofilm+colony+growth+supports+a+mutualism+involving+matrix+and+nutrient+sharing%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional biofilm colony growth supports a mutualism involving matrix and nutrient sharing.</a> eLife. 10, e64145(2021).</li>
<li>Kasza, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ciprofloxacin+poly%28%CE%B2-amino+ester%29+conjugates+enhance+antibiofilm+activity+and+slow+the+development+of+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Interf%22%5BJournal%5D)">Ciprofloxacin poly(β-amino ester) conjugates enhance antibiofilm activity and slow the development of resistance.</a> ACS Appl Mater Interf. 16 (5), 5412-5425 (2024).</li>
<li>Martin, I., Waters, V., Grasemann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approaches+to+targeting+bacterial+biofilms+in+cystic+fibrosis+airways%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Approaches to targeting bacterial biofilms in cystic fibrosis airways.</a> Int J Mol Sci. 22 (4), 2155(2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1 y micro; Asas de inoculación L&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>13 mm 0,2 y micro; Discos de policarbonato del tamaño de los poros m&nbsp;</td><td>Isópora&nbsp;</td><td>GTTP01300</td><td>También están disponibles discos más grandes&nbsp;</td></tr><tr><td>Tubos reforzados de 2 mL&nbsp;</td><td>Termopescador&nbsp;</td><td></td><td></td>15545809</tr><tr><td>2,5 mL de perlas de cerámica&nbsp;</td><td>Qiagen</td><td>13114-325</td><td></td></tr><tr><td>500 mL vidrio de borosilicato Duran botella</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>Z305197</td><td>botellas más grandes disponibles en volúmenes más grandes se desean</td></tr><tr><td>placas de cultivo de 6 pocillos</td><td>Greiner</td><td>657165</td><td></td></tr><tr><td>Bijou</td><td>Thermofisher de 7 mL&nbsp;</td><td>129B</td><td></td></tr><tr><td>Placas de 96 pocillos</td><td>Thermofisher&nbsp;</td><td>167008</td><td>para diluciones seriadas en placas de agar de ensayo CFU</td></tr><tr><td>para la preparación de placas de P. aerugnisa, S. aureus, y C. albicans</td><td></td><td></td><td>&nbsp;LB miller para P. aeruginosa y S. aureus y agar dextrosa Sabouraud&nbsp; para C. albicans&nbsp; </td></tr><tr><td>Batidor de perlas - adecuado para tubos de 2 mL</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td>15515799</td><td>Molino de bolas Thermofisher 24</td></tr><tr><td>centrífuga de sobremesa&nbsp;</td><td></td><td></td><td>debe ser capaz de al menos 8000 x g Placas de</td></tr><tr><td>96 pocillos de fondo transparente negro</td><td>Costar&nbsp;</td><td>3603</td><td></td></tr><tr><td>Quemador Bunsen&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Contenedores para desechar equipos y materiales contaminados de acuerdo con las normas de salud y seguridad del instituto.</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>agua desionizada&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>eDNA&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>31149</td><td></td></tr><tr><td>Unidad de filtrado&nbsp;</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td>FB12566504</td><td>Intercambiable en función de la bomba de vacío utilizada, pero debe tener un tamaño de poro de 0,2 y micro; m</td></tr><tr><td>Hemocitómetro y cubreobjetos</td><td>Hawksley&nbsp;</td>Los hemocitómetros <td>HC001</td><td>pueden diferir en tamaño y volumen. Verifique dos veces y ajuste los cálculos de CFU en consecuencia&nbsp;</td></tr><tr><td>Caldo LB&nbsp;</td><td>oxoid&nbsp;</td><td>1.46813</td><td></td></tr><tr><td>Agar sal de manitol&nbsp;</td><td>Oxoid&nbsp;</td><td></td><td></td>CM0085B</tr><tr><td>meropenem</td><td>abcr</td><td>Ab243429</td><td></td></tr><tr><td>Mucina de estómago porcino Tipo II</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>M2378</td><td></td></tr><tr><td>Nistatina</td><td>Millipore&nbsp;</td><td></td><td></td>1003352658</tr><tr><td>placas de Petri&nbsp;</td><td>SLS</td><td>SLS2000</td><td></td></tr><tr><td>solución salina tamponada con fosfato&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agar de aislamiento de Pseudomonas</td><td>Millipore&nbsp;</td><td>17208</td><td></td></tr><tr><td>Sal sódica de Resazurina&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td></td><td></td>199303</tr><tr><td>agar dextrosa Sabouraud&nbsp;</td><td>Oxoid&nbsp;</td><td>CM0041</td><td></td></tr><tr><td>selección de pinzas&nbsp;</td><td></td><td></td><td>pinzas de punta fina y de tejido con dientes para la transferencia de perlas de cerámica</td></tr>, <tr><td>pipeta</td><td></td><td></td><td></td>serológica</tr><tr><td>, agitación e incubadoras estáticas&nbsp;</td><td></td><td></td><td>debe tener temperatura controlada</td></tr><tr><td>Lector de placas de microtitulación de chispas</td><td>Tecan &nbsp;</td><td></td><td>Para el ensayo de Resazurina, el lector de placas de microtitulación debe tener los filtros apropiados o ser un monocromador para detectar la fluorescencia.</td></tr><tr><td>espectrofotómetro</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agar técnico (Agar Technical No.2 )</td><td>Oxoid&nbsp;</td><td>LP0012B&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>tetraciclina</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>T7660</td><td></td></tr><tr><td>reticulante UV&nbsp;</td><td>Espectrolina&nbsp;</td><td>11-992-89</td><td></td></tr><tr><td>bomba de vacío/ matraz</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td></td><td></td>FB12566504</tr><tr><td>baño de agua&nbsp;</td><td></td><td></td><td>debe ser capaz de mantener 55 &deg; C</td></tr><tr><td>Caldo YPD &nbsp;</td><td>Millipore&nbsp;</td><td>Y1375&nbsp;</td><td>Se puede comprar prefabricado o hecho con los ingredientes base</td></tr></tbody></table>

desarrollo de un modelo de biofilm de colonias polimicrobianas para probar antimicrobianos en la fibrosis quística

Development of a Polymicrobial Colony Biofilm Model to Test Antimicrobials in Cystic Fibrosis

La simplicidad del modelo de biopelícula de interfaz sólido-aire permite el cribado de un gran número de antimicrobianos en diferentes condiciones clínicamente relevantes a la vez. Este modelo permite evaluar la efectividad de los antibióticos mediante recuentos de UFC y ensayos metabólicos en biofilms monomicrobianos y polimicrobianos en una semana. Debido a la naturaleza del modelo, también permite una fácil manipulación de las condiciones ambientales, como cambiar la composición del medio y colocar las biopelículas bajo condiciones anaeróbicas y de oxígeno reducido. Utilizando este modelo, hemos mostrado cambios en la tolerancia a dos antibióticos comúnmente utilizados en pwCF entre P. aeruginosa cultivada en monoespecie y biofilms polimicrobianos (Figura 1). Junto a esto, hemos podido determinar cómo el tratamiento antimicrobiano puede afectar la dinámica poblacional dentro de las biopelículas polimicrobianas (Figura 2).
Para llevar a cabo estos experimentos, se preparó el inóculo inicial según lo especificado en el protocolo anterior, lo que condujo a la formación de monoespecies estables y biopelículas polimicrobianas con UFC/mL reproducibles y pequeñas desviaciones estándar determinadas por ANOVA de uno o dos factores. Este modelo también puso de manifiesto el crecimiento consistente y la recuperación de UFC, además de permitir la posibilidad de combinar estas técnicas clásicas de microbiología con otras técnicas no realizadas en este estudio sin necesidad de un procesamiento sofisticado. Estos incluyen imágenes como vivos/muertos, visualización de matrices y análisis molecular, que otros modelos tridimensionales no pueden ofrecer de una manera tan accesible (Figura 1)31. Cabe señalar que la desviación estándar esperada para UFC/ml aumenta cuando los datos se muestran como el porcentaje de supervivencia en comparación con las UFC/ml (Figura 1). Al comparar la efectividad del tratamiento con antibióticos entre monoespecies y biopelículas polimicrobianas, hubo un aumento significativo en todas las concentraciones de antibióticos requeridas para lograr el 50% de eliminación. Se necesitó un aumento de 2 logaritmos en la concentración de antibióticos para lograr este nivel de eliminación de meropenem y tobramicina (Figura 1). También hubo un aumento general en la supervivencia de P. aeruginosa en presencia de S. aureus y C. albicans en la biopelícula polimicrobiana cuando se trató con 64 μg/mL de tobramicina, mientras que lo contrario fue cierto para el meropenem.
El método utilizado para determinar la actividad metabólica mide la actividad global de todo el biofilm polimicrobiano sin poder distinguir la contribución individual de cada especie. Por esta razón, solo se muestran cambios metabólicos de una sola especie para demostrar el uso de ensayos de actividad metabólica para este modelo. En el caso de las biopelículas monoespecies, se observó una fuerte relación entre la supervivencia de P. aeruginosa y la actividad metabólica tanto para el meropenem como para la tobramicina (Figura 2). La utilización de la actividad metabólica y los recuentos de UFC de las mismas muestras permite la fácil identificación de los efectos bacteriostáticos y bactericidas. En el caso de las biopelículas polimicrobianas, la determinación de la actividad metabólica puede indicar cómo la selección de una especie puede inducir un aumento general de la actividad metabólica de las biopelículas y, por lo tanto, aumentar potencialmente el crecimiento microbiano de otras especies.
Aunque las UFC son el estándar de oro para las pruebas de sensibilidad a los antimicrobianos, en las biopelículas polimicrobianas también permiten evaluar la composición de especies dentro de la biopelícula. Al tratar P . aeruginosa en biopelículas polimicrobianas, no solo podemos mostrar el aumento de MBEC50 para este organismo, sino también establecer el efecto que esto tiene en las otras especies co-aisladas (Figura 3). Esto se observa, por ejemplo, con el meropenem (antipseudomonal), donde la reducción de P. aeruginosa va acompañada de un aumento de las UFC de S. aureus y C. albicans , lo que hace que S. aureus se convierta en el organismo más prevalente tras la exposición a ciertas concentraciones de antibióticos (Figura 3A). Esto pone de manifiesto la importancia de tener en cuenta la naturaleza polimicrobiana de la biopelícula debido al posible aumento del tamaño de la población de otras especies causantes de enfermedades al tratar un patógeno en particular.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig01.jpg"> 
Figura 1: Variación en la tolerancia antimicrobiana de P. aeruginosa a meropenem y tobramicina entre biopelículas mono y polimicrobianas cultivadas en el modelo de interfaz sólido-aire. P. aeruginosa PAO1 cultivado en biopelículas mono o polimicrobianas con S. aureus y C. albicans se estableció utilizando los modelos de interfaz sólido-aire durante 24 h en SCFM2. Las biopelículas se trataron con un rango de concentraciones de (A) meropenem o (B) tobramicina de 0,125 μg/mL a 64 μg/mL junto con un control sin antibióticos. Se determinaron las UFC/mL de cada biopelícula. P. aeruginosa Las UFC se determinaron en el PIA y se convirtieron en porcentaje de supervivencia utilizando el control negativo como supervivencia del 100%. Las barras de error denotan una desviación estándar, y cada punto de datos se deriva de 3 repeticiones biológicas, cada una con tres repeticiones técnicas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig02.jpg"> 
Figura 2: Variación en la actividad metabólica de las biopelículas de P. aeruginosa en presencia de meropenem o tobramicina cultivadas en el modelo de interfaz sólido-aire. P. aeruginosa Las biopelículas de PAO1 se cultivaron en SCFM2 en el modelo de interfaz sólido-aire, y se añadieron un rango de concentraciones de (A) meropenem o (B) tobramicina de 0,125 μg/mL a 64 μg/mL junto con un control sin antibióticos. La placa se leyó fluorescentemente a una excitación de 540 nm y una emisión de 590 nm cada 30 min. El porcentaje de actividad metabólica se calculó determinando el porcentaje de esta actividad en cada muestra tratada con antibióticos en comparación con el control sin antibióticos. Las barras de error denotan una desviación estándar, y cada punto de datos se deriva de 3 repeticiones biológicas, cada una con tres repeticiones técnicas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig03.jpg"> 
Figura 3: Impacto en los recuentos totales de UFC de P. aeruginosa, S. aureus y C. albicans recuperados del modelo polimicrobiano de interfaz sólido-aire después del tratamiento antimicrobiano. S. aureus y C. albicans se cultivaron en SCFM2 en el modelo de interfaz sólido-aire. Se añadió P. aeruginosa y se añadió un rango de concentraciones de 0,125 μg/mL a 64 μg/mL de (A) meropenem o (B) tobramicina a las biopelículas junto con un control sin antibióticos. Se determinaron las UFC/mL de cada biopelícula. Las barras de error denotan desviación estándar, y cada punto de datos se derivó de 3 repeticiones biológicas, cada una con tres repeticiones técnicas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Figura complementaria 1: Establecimiento y flujo de trabajo del modelo de interfaz sólido-aire. Representación gráfica del establecimiento del modelo de interfaz sólido-aire, la interrupción de la biopelícula y las salidas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/Supplementary%20figure%201.zip" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>

Desarrollo de un modelo de biofilm de colonias polimicrobianas para probar antimicrobianos en la fibrosis quística

A range of bacteria biofilm models exist for the testing of antibiotics. However, many of these are limited to a single experimental output, such as ...

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Research

Investigación

JoVE Journal

Immunology and Infection

Inmunología e Infección

Este flujo de trabajo se puede utilizar para realizar pruebas de susceptibilidad a los antibióticos utilizando un modelo ex vivo establecido de biopelícula bacteriana en los pulmones de individuos con fibrosis quística. El uso de este modelo podría mejorar la validez clínica de los ensayos de MBEC (concentración mínima de erradicación de biopelículas).

Pruebas de Eficacia De Antibióticos En Un Modelo Ex vivo De Pseudomonas aeruginosa Y Biopelículas De Staphylococcus aureus En El Pulmón De Fibrosis Quística

Este protocolo describe un modelo de biopelícula polimicrobiana de cuatro especies relevante para los pulmones con fibrosis quística (FQ) que se puede utilizar para explorar el impacto de las interacciones bacterianas entre especies.

Cultivo de una biopelícula polimicrobiana relevante para la fibrosis quística para sondear los fenotipos de la comunidad

Este estudio describe un marco para desarrollar un modelo de biopelícula polimicrobiana agregada y optimizar un protocolo de extracción de ARN para evaluar la expresión génica de Pseudomonas aeruginosa que refleja el entorno pulmonar de la fibrosis quística. Las aplicaciones incluyen la evaluación de los efectos antimicrobianos y el estudio de alternativas a los antibióticos en condiciones relevantes para la fibrosis quística.

Modelo de biopelícula agregada de fibrosis quística para estudiar la expresión génica relevante para la infección

El stent de colon ascendens Peritonitis (CASP) es un modelo altamente estandarizados para la sepsis abdominal polimicrobiana en los roedores. En este artículo se describe el procedimiento quirúrgico del CASP. El modelo CASP y sus variantes permiten la investigación sistemática de los diversos problemas relacionados con el tema de la sepsis.

Colón ascendens stent Peritonitis (CASP) - un modelo normalizado para la sepsis abdominal polimicrobiana

Las pruebas de diagnóstico actual sensibilidad a los antimicrobianos se basa en el crecimiento de plancton de las cepas en condiciones de nutrientes ricos y aeróbicas. En este caso, contamos con un medio alternativo de esputo artificiales para estudiar la susceptibilidad antimicrobiana de las biopelículas de Pseudomonas aeruginosa, tanto en condiciones aeróbicas y microaerófilos más representativos de la fibrosis quística pulmonar.

Uso de un medio artificial de esputo para probar la eficacia de antibióticos contra la<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; En condiciones más pertinentes a la fibrosis quística pulmonar

Se describe el método de agar-perlas para establecer la infección de las vías respiratorias persistente a largo plazo crónica de Pseudomonas aeruginosa en el modelo de ratón.

Crónica a largo plazo<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Infección de las vías respiratorias en los ratones

Aquí, presentamos protocolos para cribar y caracterizar rápidamente la actividad antimicrobiana de las enzimas. El ensayo de difusión de microportaobjetos y el ensayo de liberación de colorante utilizan sustratos bacterianos objetivo para la evaluación cualitativa y cuantitativa de la actividad enzimática.

Los ensayos cualitativos y cuantitativos para la detección y caracterización de proteínas de antimicrobianos

Este protocolo describe la visualización del desarrollo de biopelículas después de la exposición a factores del huésped utilizando un modelo de cámara de portaobjetos. Este modelo permite la visualización directa del desarrollo de la biopelícula, así como el análisis de los parámetros de la biopelícula mediante programas informáticos.

La visualización de los Efectos de esputo en el desarrollo del biofilm mediante un modelo de Septadas cubreobjetos

El método descrito aquí permite la visualización de la activación de la inflamación dependiente del promotor de IL-8 en los pulmones de ratones a través de imágenes de bioluminiscencia no invasivas (BLI). El mismo animal puede ser sometido a BLI múltiples veces durante hasta dos meses a partir del momento de la entrega de la construcción de indicador de luciferasa.

Un modelo de ratón IL-8 transgénicamente transgéni-<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoreo a Largo Plazo de las Respuestas Inflamatorias

Aquí describimos un nuevo modelo murino diabético utilizando ratones sin pelo en tiempo real, no invasivo, vigilancia de infecciones de la herida del biofilm de bioluminiscente Pseudomonas aeruginosa. Este método puede adaptarse para evaluar infección de otras especies de bacterias y microorganismos modificados genéticamente, como los biofilms multiespecies y comprobar la eficacia de estrategias antibiofilm.

Llegado al lado de la luz: Vivo en monitoreo de Pseudomonas aeruginosa Biofilm infecciones en las heridas crónicas en un diabético sin pelo modelo murino

Aprende a desarrollar un modelo de biofilm polimicrobiano para probar antimicrobianos en fibrosis quística usando Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus y Candida albicans. Este método mejora el rendimiento y la relevancia clínica.

Desarrollo de un modelo de biofilm de colonias polimicrobianas para probar antimicrobianos en la fibrosis quística

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