Remarque: C. difficile est un agent pathogène humain et animal qui peut provoquer une maladie gastro-intestinale. Les expériences impliquant C. difficile doit être effectué avec des précautions appropriées de biosécurité (BSL-2).
Une. Anaérobie Chambre utilisation et d'entretien
C. difficile est une bactérie anaérobie stricte et est extrêmement sensible à de faibles concentrations d'oxygène dans l'atmosphère. Par conséquent, un environnement anaérobie contrôlée est nécessaire pour sa manipulation réussie. L'utilisation d'une chambre anaérobie (figure 1A) fournit l'environnement le plus stable et les conditions idéales pour la culture efficace de C. difficile et d'autres bactéries anaérobies 14. Ici, une atmosphère contenant un mélange gazeux (5% de CO 2, 10% H 2, 85% N 2) peut être maintenu de manière stable.
D'introduire des éléments dans la chambre sans contamination importante de l'oxygène,un sas doit être utilisé (figure 1B). Ce dispositif fonctionne comme un échangeur gaz et fonctionne automatiquement, semi-manuellement ou manuellement. Le sas comporte deux portes: une fourniture d'accès à l'extérieur du sas à air et l'autre fournissant un accès à l'intérieur de la chambre anaérobie. Selon le modèle, le sas peut avoir une porte supplémentaire, ce qui peut offrir l'accès à une chambre anaérobie adjacent, ce qui économise le coût d'un sas séparé. À moins de déplacer activement articles dans ou hors de la chambre, les deux portes doivent rester fermées en tout temps pour éviter la contamination de l'oxygène. Le sas possède un interrupteur marche / arrêt sur la face avant et un panneau contenant quatre boutons. Les conduites de gaz et la pompe à vide tuyau sont reliées à l'arrière du sas, à proximité de la face où se trouvent les commutateurs pour un fonctionnement entièrement manuel de l'appareil. Il est recommandé que les deux cycles de purge, en utilisant de l'azote gazeux (N 2), on utilise avant remplissage de l'échangeur avec un mélange de gaz (5% de CO 2, 10% H 2, 85% de N 2) pour réduire la quantité d'oxygène introduite dans la chambre. Il est également important de ne jamais laisser soit la porte ouverte plus longtemps que la quantité de temps nécessaire pour déplacer des éléments dans et hors de l'échange et de planifier soigneusement expériences pour réduire la fréquence des éléments mobiles dans et hors de la chambre. Les procédures d'exploitation différents pour les chambres d'anaérobie de vinyle sont décrits ci-dessous. Avant de suivre ces protocoles, veiller à ce que ceux-ci sont compatibles avec les instructions du fabricant fournies avec la chambre.
- Mode Automatique
Il s'agit d'un mode programmable et personnalisable et est entièrement réalisée par le sas. Pour programmer le sas, reportez-vous aux instructions du fabricant. Un programme recommandé pour entrée typique dans la chambre comporte deux cycles de purge avec de l'azote, suivie par le remplissage du sas avec un mélange de gaz qui correspond le mieux à l'atmosphère maintenue dans la chambre debre. Au cours de chaque cycle de vide, les procédures standard d'usine proposent un vide à 20 inHg et purge à 1 inHg. - Assurez-vous que la porte du sas intérieur est complètement fermée.
- Ouvrez la porte du sas extérieur.
- Placer des éléments dans le sas et fermer la porte du sas extérieur. Si l'introduction de liquides, dévisser les bouchons à mi-chemin pour assurer l'échange efficace de gaz. Emballages et récipients scellés doivent être ouvertes avant le début du cycle, en s'abstenant de le faire peut se déformer et dommages en plastique et des conteneurs. Pour maintenir la stérilité, ouvrir les emballages suffisamment pour permettre que les échanges gazeux efficace.
- Appuyez sur le bouton Démarrer.
- Attendez jusqu'à ce que le sas a pédalé à travers le programme et l'écran affiche "anaérobie".
- Ouvrir la porte du sas intérieur.
- Déplacer des éléments dans la chambre.
- Fermez la porte intérieure.
- Mode semi-manuel
Ce mode peut être utilisé lors du déplacement des éléments dans ou hors de la chambre et est si nécessaire cycling le gaz dans la chambre est nécessaire. - Assurez-vous que la porte du sas intérieur est complètement fermée.
- Ouvrez la porte du sas extérieur.
- Placer des éléments dans le sas et fermer la porte du sas extérieur. Si l'introduction de liquides, dévisser les bouchons à mi-chemin pour assurer l'échange efficace de gaz. Des emballages scellés, tels que des boucles d'inoculation et des plaques à 96 puits, doivent être ouvertes avant le début du cycle.
- Appuyez sur Menu.
- Appuyez sur Start. Le sas indique la fonction de chaque bouton et ne répond pas jusqu'à ce que cela est terminé:
- Flèche vers le haut: active la pompe à vide.
- Flèche vers le bas: lance l'azote (purge) du débit de gaz.
- Lancer: lance le flux de mélange de gaz.
- Menu: revenir à l'affichage par défaut.
- Appuyez sur «Up», éliminer le gaz dans le sas, jusqu'à ce que l'écran affiche 20 inHg.
- Appuyez sur "Down", le remplissage du sas avec de l'azote, jusqu'à ce que l'écran affiche moins de 1 inHg. Ne pas overshoot, car cela créera une pression positive dans le sas, qui peut affecter son intégrité.
- Répétez les étapes 6 et 7 pour effectuer un cycle de purge supplémentaire.
- Appuyez sur "Up" jusqu'à ce que l'écran affiche 20 inHg.
- Appuyez sur "Démarrer", remplissant l'échange avec un mélange de gaz, jusqu'à ce que l'écran affiche moins de 1 inHg.
- Ouvrir la porte du sas intérieur.
- Déplacer des éléments dans la chambre.
- Fermez la porte intérieure.
- Mode manuel
Ce mode peut être utilisé chaque fois que les modes automatiques ou semi-manuels ne fonctionnent pas ou il n'y a pas le pouvoir de le sas. Ce mode ne fonctionne pas lorsque le sas est, par conséquent, il est difficile de déterminer la pression à l'intérieur du sas. Parce que le vide tirer et temps de purge de gaz dépend de taux de vide et de flux de gaz, respectivement, l'utilisation d'une jauge de pression à l'intérieur de l'échangeur est nécessaire pour surveiller la pression et réduire le risque de blessures et de dommages à la sas. - Assurez-vous que la porte du sas intérieur est complètement fermée.
- Ouvrez la porte du sas extérieur.
- Placez les articles, y compris la jauge de pression, dans le sas et fermer la porte du sas extérieur. Si l'introduction de liquides, dévisser les bouchons à mi-chemin pour assurer l'échange efficace de gaz. Des emballages scellés, tels que des boucles d'inoculation et des plaques à 96 puits, doivent être ouvertes avant le début du cycle.
- Repérez les trois interrupteurs situés à l'arrière du sas intitulée «aiguillages à commande manuelle." Ceux-ci sont marqués individuellement en tant que:
- Pour aspirateur
- Azote
- Gaz Mix
- Basculez l'interrupteur à bascule au vide jusqu'à ce que le manomètre indique environ 20 inHg.
- Basculez l'interrupteur de l'azote à bascule jusqu'à ce que le manomètre indique environ 1 inHg.
- Basculez l'interrupteur à bascule au vide jusqu'à ce que le manomètre indique environ 20 inHg.
- Basculez l'interrupteur de l'azote à bascule jusqu'à ce que le manomètre indique environ 1 inHg.
- Basculez l'interrupteur à bascule au vide jusqu'à ce que le manomètre indique environ 20 inHg.
- Basculez l'interrupteur à bascule de gaz jusqu'à ce que le mélange manomètre indique environ 1 inHg.
- Ouvrir la porte du sas intérieur.
- Déplacer des éléments dans la chambre.
- Fermez la porte intérieure.
2. La culture, l'énumération et l'entreposage C. difficile à partir des échantillons de selles
Cette procédure vise à récupérer C. difficile à partir d'échantillons fécaux contenant des spores et maintient par la suite des colonies isolées que les cellules végétatives ou de spores dans le stockage à long terme des stocks de glycérol. Sinon, cette procédure peut être utilisée pour énumérer le nombre de C. présent difficile dans les échantillons de selles (par exemple provenant d'études animales). Pour enrichir sélective et différentielle pour C. difficile, l'agar-taurocholate céfoxitine-cyclosérine-fructose (TCCFA) est utilisé pour inhiber la croissance de la flore fécale normale de 15 à 16. Cyclosérine est bactériostatique pour les bactéries Gram-négatives, tandis que la céfoxitine inhibe de façon plus générale la croissance des bactéries à la fois Gram-négatifs et positifs, à l'exception de C. difficile et plus entrent souches de cocci. Un indicateur de pH, le rouge neutre, peut être incluse dans le milieu, comme la fermentation du fructose se traduira par une diminution du pH et un changement de couleur ultérieur du rouge / orange au jaune. Pour récupérer efficacement les spores de C. difficile que les bactéries végétatives, le taurocholate de sodium et de sel biliaire est utilisée pour induire la germination de 17 à 18. Parce C. forme des spores difficile, l'alcool ou le traitement thermique des échantillons peut être utilisée pour réduire ou éliminer les cellules végétatives, ce qui limite la croissance de la flore contaminante, ce qui peut augmenter l'efficacité de C. récupération difficile 19. Comme mentionné ci-dessus, il est essentiel d'effectuer une pré-réduire toutes les plaques pendant au moins 1-2 heures dans la chambre anaérobie avant l'utilisation pour assurer l'élimination de l'oxygène résiduel. dryi de l'airng les plaques avant de les utiliser dans la chambre peuvent réduire la condensation. Le milieu liquide peut nécessiter jusqu'à 24 heures pour réduire en fonction du volume et le rapport surface-air du récipient utilisé.
Avant de commencer, les éléments suivants doivent être placés dans la chambre anaérobie:
- échantillon de selles
- Écouvillons
- Boucles d'inoculation stériles
- 1x PBS (voir Matériaux)
- Plaques TCCFA (voir Matériaux)
- BHIS (Brain Heart Infusion milieu d'extrait de levure) plaques et le bouillon (voir Matériaux)
- 50% de glycérol (stérilisé)
- 10% de L-cystéine (stérilisé)
- Flacons de stockage cryogéniques
* En variante, des colonies isolées peuvent être étalés sur des plaques de gélose BHIS, et ensuite raclées et remises en suspension dans un milieu liquide BHIS avec 15% de glycerol pour stockage à long terme à -80 ° C. ** Il est important de noter que la coloration de Gram n'est pas une stratégie efficace pour identifier C. Difficile directement à partir d'échantillons de selles 23 ; C. difficile doit d'abord être isolé des autres flore présente dans les selles.
- Reprendre l'échantillon de selles dans PBS 1x (ce peut être réalisée dans des conditions aérobies), et veiller à ce que l'échantillon de selles est entièrement remis en suspension dans du PBS 1x par vortex. Si l'énumération C. difficile dans les selles, peser l'échantillon de selles, avant l'addition de 1 x PBS.
- Faire des dilutions en série de l'échantillon de selles remis en suspension dans du PBS 1x pour l'isolement ou l'énumération approprié d'unités formant des colonies (UFC) par gramme de selles.
- En utilisant une technique aseptique, appliquer 100 ul de chaque dilution en série de plaques TCCFA.
- Grâce à une série de boucles d'inoculation stériles, série la culture appliqué des colonies isolées ou diffuser la culture appliquée sur la surface de la plaque TCCFA pour le dénombrement des colonies uniformément.
- Incuber la plaque pendant 48 h en anaérobiose à 37 ° C. Il est possible de détecter et d'identifier C. DIFFICILE colonies dans les 24 heures basées surl'appartement irrégulière, l'apparence, rez-de-verre des colonies de 15, bien que l'identification et l'énumération plus précise est obtenue après 48 heures.
- Utilisation des boucles d'inoculation stériles, repiquer des colonies qui semblent C. difficile sur pré-réduits des plaques d'agar BHIS, complété par 0,03% de L-cystéine 20. Choisissez une colonie individuelle, et une rayure sur la plaque dans les quadrants, en utilisant une nouvelle anse stérile pour chaque quadrant, à obtenir des colonies isolées. Sinon, compter le C. DIFFICILE colonies de chaque dilution (ce peuvent être effectuées dans des conditions aérobies), et calculer le nombre de colonie unités par gramme d'échantillon de selles former.
- Confirmez C. identification difficile par la coloration de Gram. Après coloration de Gram, C. difficile apparaît que des tiges pourpres et certaines cellules peut contenir des endospores terminaux. réaction en chaîne de la polymérase (PCR) l'identification des gènes qui codent pour la toxine B peut fournir une confirmation supplémentaire desouches toxinogènes de C. difficile alors que 21 multilocus sequence typing (MLST) est un succès pour l'identification et le typage précis des souches inconnues et non toxigènes de C. Difficile 22.
- Afin de maintenir un stock de C. difficile à -80 ° C, choisissez un individu, colonie isolée de la plaque de gélose BHIS utilisant une anse stérile et remettre en suspension la colonie dans 10 ml de BHIS pré-réduits milieu liquide complété avec 0,03% de L-cystéine. *
- Incuber une nuit en anaérobiose à 37 ° C, ou jusqu'à ce que la culture devient trouble.
- Ajouter 333 ul de glycérol à 50% et 666 pi de la C. culture difficile à un tube cryogénique de 1,8 ml à créer un stock de glycérol de la souche isolée de 15%.
- Bien plafonner le tube cryogénique, bien mélanger et retirer immédiatement le stock de la chambre anaérobie et le placer dans un congélateur -80 C ° pour le stockage à long terme.
3. La culture de C. difficile de stocks congelés glycérol
Cette procédure prévoit le recouvrement de C. difficile à partir des stocks de glycerol stockées à -80 ° C. Parce que des cycles répétés de gel-dégel peuvent tuer les cellules végétales, il est important de garder les stocks de glycérol congelés en tout temps. Nous ne recommandons pas l'utilisation de la glace sèche pour le transfert de souches dans et hors de la chambre que l'évaporation de la glace sèche peut modifier l'environnement dans la chambre. Au lieu de cela, nous vous recommandons d'utiliser des supports de refroidissement congelés de conserver des stocks de glycérol congelés pendant le transport. Pour diverses fins sélectives et différentielles, trois médias sont couramment utilisés pour la culture de C. difficile. TCCFA, tel que discuté ci-dessus, est sélectif pour C. difficile et contient le taurocholate de sodium, un germinant. l'infusion de coeur de cerveau supplémenté avec de l'extrait de levure (BHIS) est un milieu enrichi couramment utilisé, non sélectif qui permet la croissance d'une grande variété d'organismes (figure 2A) 24. Foire, L-cystéinee est ajouté à BHIS comme agent réducteur 20. Enfin, l'addition de sang dans le milieu (figure 2B) permet de sporulation plus efficace que sur TCCFA et permet la détection de la fluorescence verdâtre ou chartreuse uniques présentée par C. difficile sous ultraviolet à onde longue (UV) 15 (figure 2C). Lorsque la culture de C. difficile à partir des stocks de spores, il est essentiel de rappeler que le taurocholate de sodium doit être ajouté au milieu pour assurer la germination.
Avant de commencer, les éléments suivants doivent être placés dans la chambre anaérobie:
- Frozen stock de glycérol (en rack de refroidissement)
- Boucles d'inoculation stériles
- Plaques TCCFA ou BHIS (voir Matériaux)
- BHIS bouillon (voir Matériaux)
- 50% de glycérol (stérilisé)
- Flacons de stockage cryogéniques
- Placez le glycérol stock congelé de C. difficile dans un support de refroidissement qui a été stocké à -80 ° C prIOR à utiliser pour éviter la décongélation.
- Apportez le stock de glycérol congelés sur glace sèche dans la chambre anaérobie.
- En utilisant une technique aseptique et une anse stérile, placez une petite quantité du stock sur la plaque et zèbrent un quadrant de la plaque.
- Faites pivoter la plaque de 90 ° et, en utilisant une nouvelle anse stérile, continuer à zèbrent le deuxième quadrant.
- Répéter pour les troisième et quatrième quadrants pour assurer l'isolement de colonies individuelles.
- Enlever immédiatement le stock de glycérol congelés de la chambre anaérobie et revenir à -80 ° C.
- Incuber la plaque par voie anaérobie pendant une nuit à 37 ° C. Colonies isolées individuelles doivent être observées après une nuit de croissance.
4. Purifiant spores de C. difficile
Comme sporulation est nécessaire pour la survie dans des environnements riches en oxygène et pour une transmission efficace de la maladie 8, la préparation des stocks de spores est Often nécessaire pour les applications en aval, ne se limitant pas à des études de microscopie et animaux. Il est important de noter que l'énumération des spores nécessite répétition pour assurer la reproductibilité de la numération. Introduire à la pipette de haut en bas plusieurs fois entre dilutions réduit également la perte depuis spores adhèrent au plastique bien.
La sporulation de C. difficile n'est pas aussi rapide ou homogène que d'autres espèces sporogènes. Pour optimiser la production de spores et de récupération, soit du milieu de sporulation (SMC) 17,25 ou 26 70:30 moyenne est recommandée. D'autres médias couramment utilisés sont BHIS, qui nécessite 4-5 jours de croissance avant la sporulation efficace est considéré 27, et Clospore, un milieu liquide qui produit des titres élevés de spores (10 juillet-10 août spores par millilitre) après 72 heures de croissance. D'autres protocoles utilisent de l'eau refroidie à la glace, plutôt que du PBS 1x 20, mais l'utilisation d'une solution isotonique peut réduire les spores de coller les uns aux autres et des surfaces plastiques. Autrement,certains chercheurs purifier davantage leurs spores en utilisant un gradient de saccharose à supprimer complètement les cellules végétatives et les débris 29.
Avant de commencer, les éléments suivants doivent être placés dans la chambre anaérobie:
- Boucles d'inoculation stériles
- BHIS, SMC et / ou 70:30 plaques (voir Matériaux)
- BHIS bouillon (voir Matériaux)
- 1x PBS, stérilisée par filtration (voir Matériaux)
- Souches Culture congelé stock de glycérol sur des plaques BHIS pré-réduits et incuber en anaérobiose nuit à 37 ° C.
- Restreak sur plusieurs pré-réduit ou SMC 70:30 plaques et incuber en anaérobiose à 37 ° C pendant 24 à 48 heures. formation de spores peut être suivie par microscopie à contraste de phase. Les spores apparaissent phase tout lumineux végétative et cellules mères apparaîtront phase sombre. * En variante, les spores peuvent être purifiés à partir de 70:30 milieu liquide après 24 à 48 heures, ce qui donne 10 5 -10 6 spores par ml, en fonction de la strain utilisé.
- En utilisant une boucle d'inoculation stérile, racler les plaques et remettre en suspension les cellules dans 10 ml stérile 1x PBS.
- Jeter plaques et retirer la suspension de spores de la chambre anaérobie. Sédimenter les cellules à 3000 g pendant 15 minutes. Laver les cellules deux fois dans du PBS 1x, la remise en suspension entièrement le culot de cellules à chaque fois.
- Incuber pendant une nuit à 4 ° C pour faciliter la lyse des cellules végétatives et maternelles.
- Incuber à 70 ° C pendant 20 min pour tuer toutes les cellules végétatives résiduelles.
- Pour déterminer colonie unités (CFU) par millilitre, diluer en série chaque préparation de spores dans PBS 1x et la plaque sur BHIS + de taurocholate de sodium à 0,1%. Incuber les plaques pendant au moins 24 heures avant d'énumérer les colonies.
- Les spores peuvent être stockées dans du PBS 1x, soit à température ambiante ou à 4 ° C pour stockage à long terme. Si elles sont stockées à 4 ° C, il peut être utile de réchauffer la préparation de spores à 55 ° C pendant 15 minutes pour rétablir la germination efficace.