Ce protocole décrit l’isolement et l’identification des microbes des nématodes Caenorhabditis isolés à l’état sauvage à l’aide d’une série de procédures de nettoyage. De nombreux microbes sont associés à des nématodes isolés à l’état sauvage, et certains d’entre eux ont des phénotypes passionnants qui peuvent être utilisés pour de futures études sur les interactions hôte-microbe et l’immunité innée. De nombreux microbiomes cultivables et bactéries pathogènes ont été isolés à partir de nématodes sauvages de Caenorhabditis à l’aide de techniques standard de croissance bactérienne in vitro25,26. Cependant, tous les microbes ne peuvent pas être cultivés in vitro et il devient nécessaire de les enrichir chez les nématodes sauvages. Certains microbes ont un stade de spore résistant, comme les microsporidies, et des concentrations élevées de FDS peuvent être utilisées pour tuer la plupart des bactéries et des champignons, permettant un enrichissement spécifique des spores12. Ce protocole présente une méthode pour enrichir les microbes intestinaux inculturables qui ne sont pas résistants aux FDS et aux traitements antibiotiques.
La technique présentée ici tire parti de la résistance environnementale observée chez les animaux dauer en raison de changements physiologiques tels que le renforcement de la cuticule, la suppression du pompage pharyngé et la couverture de la bouche avec un bouchon buccal27. Une étape critique de ce protocole est l’incubation de nuit avec divers antibiotiques et 0,25% de FDS. Cette étape est utilisée pour tuer tous les microbes externes tout en laissant les microbes internes intacts. Alors qu’il a été démontré que C. elegans dauers survit à des concentrations de SDS aussi élevées à 10% pendant 30 min27, ce protocole utilise une incubation modérée mais prolongée non seulement pour tuer les microbes, mais aussi pour exposer davantage les bactéries aux antibiotiques. De plus, une concentration modérée de FDS peut aider à assurer la survie des dauers d’autres espèces de Caenorhabditis , car l’exposition de C. tropicalis à 1 % de FDS pendant la nuit a entraîné la mort de tous les animaux dauer. Si tous les dauers meurent, la concentration de FDS et/ou la durée d’exposition aux FDS doivent être réduites. Inversement, si les plaques de génération F1 présentent encore une contamination visible après le nettoyage, la concentration de FDS et le temps d’incubation doivent être augmentés.
Une autre étape critique est l’isolement des animaux dauer individuels après le nettoyage. Cette étape est cruciale car tous les animaux ne sont pas propres après un SDS et un traitement antibiotique. Par conséquent, les animaux sont placés au centre d’une plaque NGM de 10 cm avec OP50-1 et autorisés à ramper radialement vers l’extérieur. Souvent, il est préférable de choisir plus d’animaux distaux, car le crawl prolongé à travers OP50-1 semble aider à éliminer tous les microbes survivants potentiels attachés à la cuticule. Cependant, cela conduit à une limitation du protocole, car il sera plus difficile de l’enrichir pour un microbe d’intérêt s’il n’est pas présent dans la population à une fréquence élevée. Ici, les alphaprotéobactéries adhérentes étaient présentes dans 90% à 95% de la population; par conséquent, la plupart des plaques propres avaient la bactérie du microbiome. Cependant, si un microbe d’intérêt est présent à une fréquence beaucoup plus faible dans la population, il peut être nécessaire de filtrer beaucoup plus de plaques F1 .
Ce protocole pourrait probablement être utilisé pour isoler un certain nombre de microbes non cultivables d’intérêt trouvés dans les nématodes sauvages. Cependant, le microbe doit être dans un tissu protégé par la cuticule dauer, capable de survivre chez les animaux dauer, et avoir un phénotype observable chez l’hôte. En tant que telle, cette technique peut être utilisée pour enrichir d’autres bactéries du microbiome dans la lumière intestinale en plus des espèces d’Alphaprotéobactéries décrites ici, y compris les bactéries qui n’adhèrent pas. En outre, le protocole a été utilisé pour enrichir une bactérie intracellulaire facultative, Bordetella atropi, qui infecte le nématode Oscheius tipulae28. Après enrichissement, on a constaté que B. atropi formait des colonies sur des plaques de NGM, ce qui montre qu’un microbe d’intérêt peut être découvert cultivable in vitro une fois que les contaminants à croissance plus rapide sont éliminés. Cette technique fonctionnerait probablement pour les microsproidiens et les virus, y compris le virus Orsay, compte tenu de cette capacité à enrichir une bactérie intracellulaire. Cependant, ces microbes doivent être capables de survivre à la transition vers et hors de dauer.
Il est important de se rappeler que même si ce protocole peut être appliqué dans un laboratoire de niveau de biosécurité 1, une technique stérile doit être maintenue tout au long pour prévenir toute contamination microbienne supplémentaire. Le protocole peut être modifié en fonction des besoins du chercheur, y compris les types / concentrations d’antibiotiques, le pourcentage de FDS et / ou l’ajout d’antifongiques tels que la nystatine. Souvent, le nombre de microbes contaminants trouvés dans un nématode isolé à l’état sauvage peut varier considérablement. Ici, la perte apparente de la croissance d’E. coli non-OP50-1 sur les plaques NGM a été utilisée comme lecture pour une souche de nématode propre. Mais, il peut y avoir des populations non cultivables de microbes contaminants présents, il est donc essentiel de mener une méthode métagénomique telle que le séquençage amplicon de l’ARNr 16S pour voir l’étendue de la contamination26. Une fois la souche de ver nettoyée, elle peut être congelée et stockée pour de futures études. Dans l’ensemble, ce protocole permet aux chercheurs d’enrichir les microbes inculturables chez les nématodes sauvages, ce qui leur permet d’étudier les effets sur la condition physique de l’hôte, de caractériser les phénotypes de colonisation ou d’infection et de tirer parti des outils génétiques pour comprendre les mécanismes sous-jacents aux interactions hôte-microbe.