$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
בזאת מתוארת שיטה באמצעות מערכת זיהום קרום חדיר מבוססי הכנס כדי לבחון את ההשפעות של הרעלן חיידקי Streptolysin S על קרטינוציטים אדם אפיתל במערכת חוץ גופית. פרוטוקול זה יכול להיות מותאם לחקר גורמים ארסיים חיידקים מופרשים אחרים, כמו גם סוגי תא מארח חלופיים. מערכת זו מספקת מספר יתרונות שפותחו לאחרונה על שיטות ניסיוניות לנצל רעלים מטוהרים או supernatants חיידקי מסוננים 1 - 3,8,18 - 20. הקרום החדיר הכנס מבוססת המערכת מספקת מנה נשמרה כל זמן של רעלן החיידקים הרלוונטי לארח תאים כפי שהוא מיוצר, המאפשר פעילות הרעלן מקסימלי להישמר וגם ולהגדיל עקביות בין ניסויים. בנוסף, מערכת זו תחקה בצורה טובה יותר בתנאים פיסיולוגיים בכך שהוא מאפשר הגורם המופרש לצבור לאורך זמן כמו הזיהום מתקדם ועל ידי eliminating צורך לבחור ריכוזי רעלן ספציפיים באופן שרירותי להחיל לארח תאים. יתר על כן, מערכת זו גם תספק אמצעי החוקרים להעריך אם גורם חיידקים של העניין מועבר לארח תאים באופן מגע תלוי. לתקשר-תלות לעתים קרובות נבחנת דרך הדור של מוטנטים חיידקי isogenic חסרי עמידה או באמצעות חומרים כימיים המונעים דבקה. המערכת המתוארת כאן תספק אלטרנטיבה פשוטה להשלים או להחליף הגישות המסורתיות הללו.
בנוסף היישומים נבדקו בסעיף 5 לפרוטוקול, יישומים אחרים שאליהם מערכת זיהום זה יכול בקלות להיות מותאם כוללים איסוף דגימות עבור מערכים ציטוקינים מבחני ELISA. בשני המקרים הללו, פרוטוקול דומה לזה שתואר עבור מבחני שחרור LDH יכול להיות אחריו. אמנם לא מוצג כאן, מערכת זו נעשה שימוש כדי לאסוף ביעילות דגימות התא המארח להיותnalyzed ידי cytometry הזרימה. ביישום זה, להכניס את הקרום החדיר מוסר בעקבות תקופת ההדבקה, התאים נשטפים להסרת בינוני תרבית תאים, טריפסין מוחל לאפשר איסוף של התאים לניתוח. ההפרדה הפיסית של חיידקים מתאים מארח היא שימושית במיוחד עבור יישום זה כי זה עוזר למנוע ההיווצרות של אגרגטים גדולים המורכבים של חיידקים דבקים ותאי מארח שיכול להפריע בכל דרך אחרת ספירת תאים מדויקת ידי cytometer את הזרימה.
למרות תגובות מארחות עקביות מאוד נצפו כאשר משווות את התוצאות של מחקרי הזיהום מבוסס להוסיף קרום החדיר עם מחקרי זיהום ישירים מסורתיים, כמה הבדלים בולטים ב קינטיקה של תגובות מארח אלה נצפו 21. לדוגמא, שינויי איתות מארח cytotoxicity המבוסס הקרום לקחת 30-50% יותר להתרחש במודל זיהום הקרום החדיר מבוסס כנס מ corלהגיב מודלי זיהום ישירים. כיוון שמערכת הקרום החדירה מבוסס הכנס דורשת בינונית לחול על התאים העליונים ותחתונים של כל הטוב, המערכת שפותחה עבור המחקרים שתוארו כאן נדרשה גידול של 30% בנפח בינוני הכולל לכל טוב לעומת מקביל מודלי זיהום ישירים השתמשו בעבר 21. זה הבדל בנפח בינוני כולל, יחד עם המרחק המוגדל בין חיידקים ותאי מארח כאשר אסור במגע ישיר, סביר מגדיל את המשך הזמן שלוקח SLS כדי לנטרל באמצעות המדיום להגיע תאי מארחים ולעורר השפעות שנצפו. בנוסף, קרום חדיר הכנס מבוססי מערכת מסיר גורמים ארסיות GAS רבים העשויים לתרום לארח נזק לתאים; בהיעדר גורמים נוספים אלה במערכת זו הוא גם עשוי לתרום עיכוב מות תא מארח וייזום אירועי איתות מארח לעומת זיהום ישיר 21. גורמים אלה יש לשקולבעת תכנון ניסויים להעריך רכיבי חיידקי מופרשים אחרים.
כדי לזהות את התנאים הכי המשמעותיים לבדיקת ההשפעות של גורמי חיידקיים מופרשים בתא פונדקאי, בדיקות מגוון של מועדים לפי שעון עבור כל יישום של מערכת הזיהום מבוסס להוסיף קרום החדיר מומלצת. חשוב לשקול ובאילו תנאי הגורם הארסי הספציפי של העניין מופק בצורה אופטימלית (שלב יומן למשל, בשלב נייח, בתגובה לאותות סביבתיים מסוימים, וכו ') על מנת לבחון את השפעותיו בהצלחה. בניסויים התמקדו בהערכת שינויים בחלבונים מארחים איתות, היה צורך לבחור מועדים לפי שעון שאפשרו זמן מספיק לצורך SLS להגיע תאים המארח להיות מיוצר בכמויות מספיק כדי לגרום איתות משנת 21. במקביל, הערכה של שינויים מארח צורך איתות להתנהל לפני permeabilization קרום-induced SLS, כמו ג את האפקט הזהomplicates גביית lysates התא המארח לניתוח. מוות של תאים המושרה על ידי SLS יכול להיבחן בצורה אופטימלית בשני המודלים זיהום מבוססי להוסיף קרום חדיר ישיר כמה שעות לאחר תחילת האירועים איתות דיווחו 21. יתר על כן, בבחירת נקודות זמן של עניין, זה גם חשוב לוודא כי החיידק הנלמד אינם מסוגל לחדור דרך הממברנה להכניס הנקבובית במהלך תקופת הלימודים. לייצור רכיבי חיידקים מסוימים על פני תקופה ממושכת עלול לשבש את שלמותו של הקרום ולאפשר מעבר של חיידקים אל המגירה התחתונה. על מנת לקבוע האם מדובר בבעיה פוטנציאל במערכת של עניין, זני חיידקים כדי להיחקר ניתן ליישם בחדר העליון של קרום חדיר להכניס מערכת מבוססת על מגוון של נקודות זמן. בכל נקודת זמן, את הכנס ניתן להסיר בזהירות את המדיום מהאולם התחתון ניתן לאסוף מנוצל שותף מושבת תקןassay unting (ראה סעיף 1.5). אם אין מושבות נוצרות ממדיום תרבית תאים בתא התחתון, קרום הכנס ניתן להניח להיות מניעת המעבר של חיידקים ביעילות בנקודת זמן עומס חיידקי נבדק.
מרכיב נוסף עיצוב ניסיוני כי הוא צפוי לדרוש אופטימיזציה עבור הניתוח היעיל של גורמי חיידקיים מופרשים הוא הריבוי של זיהום (משרד פנים). משרד הפנים מתייחס ליחס של תאים חיידקיים לכל התא המארח, ולכן מושפעת confluency התא המארח בעת זיהום במספר יחידות המושבה להרכיב בקטריאלי (CFU) להחיל את התאים. במחקרים אלה, תאי keratinocyte גדלו ל -90% confluency, אשר אפשר תאים אלה יוצרים monolayer מלוכדת עם צומת הדוקים ללא פגע. שיקול מחושב של הארגון הפיזיולוגי של תאי המארחים להיחקר יש צורך לבחור confluency מתאים לניסויי זיהום. ברגע approprמספר iate של תאי מארחים לכל נקבעת היטב, CFU חיידקים מתאים ניתן לחשב מבוסס את משרד הפנים הרצוי. במחקרים שתוארו כאן, GAS יושמה לארח תאים בכל פנים של 10. משרד פנים מתאימים תשתנה בהתאם חיידקים שונים ועם ניתוחי מעקב הרצויים. התחלה נמוכה משרד הפנים הוא בדרך כלל יותר רלוונטי מבחינה פיזיולוגית ומאפשר גורם חיידקי עניין לצבור מספיק לאט כדי ללכוד שינויים עדינים איתות תא המארח לפני שינויים דרמטיים כדאי תא מארח ניכרים. MOIs הגבוהה משמשת במחקרים רבים להערכת רעילות, אך השפעה זו גם יכולה להיות מושגת על ידי מתחיל עם משרד פנים נמוך ומאפשרים הזיהום להתקדם לתקופה ארוכה יותר של זמן. חשוב לקבוע CFU מדויק תולדת צפיפות אופטית עבור כל זני החיידקים להיבדק, כמו מוטציות isogenic עלולות להיות בעל שיעור צמיחה שינה לעומת חיידקי wild-type ועלול ולכן המחייבות גבוהה או נמוך CFU יתווסף לכל היטבלהבטיח השוואה מתאימה התגובה המארחת בין זנים. במקרים בם תאי המארחים היונקים הנלמד מסוגלים להרוג חיידקים או עיכוב הצמיחה שלהם או אם צמיחת nonsynchronous בין זני חיידקים חשודות, זה יכול להיות גם שימושי לבצע מחקרים על מנת להעריך את עומס החיידקים הסופי בסוף תקופת ההדבקה. זה יכול להיות מושלם על ידי איסוף התוכן של הכנס החדיר וביצוע assay ספירת מושבה דומה לזה שתואר בסעיף 1.5 של ההליך.
בחירת בארות בגודל המתאימה עבור assay הרצוי היא גם חשובה להשגת תוצאות אופטימליות. מוסיף קרום חדיר זמינים במגוון גדלים, אך התוצאות הכי עקבית עבור המחקרים המוצגים כאן נצפו באמצעות מוסיף המיועד 24 היטב 6 צלחות תרבית הרקמה היטב. בגדלים הכניסו אלה קלים יחסית להתמודד עם מלקחיים סטריליות, וקלות המניפולציה היא קריטית מנעתיing העברה רצויה של חיידקים מהתא העליון לתא התחתון של הפיר. בניסויים מעורבים בגביית lysates תא המארח, 6 מנות גם לספק מספר תאים מתאים לכל מצב עבור רוב הניתוחים הם גדולים מספיק כדי להכיל מגרדי תאים לאיסוף דגימה. עבור מבחני cytotoxicity שבו תאי המארחים להישאר חסיד מסומן עם פלורסנט או לצבוע colorometric שניתן למדוד על קורא צלחת (assay homodimer למשל ethidium, assay הרחקת trypan הכחול), שימוש 24 צלחת היטב עם מוסיף המקביל הוא מוּמלָץ. עבור ניסויים שבם תאים בינוניים תרבות ייאסף ונותחו (שחרור LDH למשל, מחקרים ציטוקינים) את 24 טוב או 6 צלחות גם עשויות לשמש, אם כי הבארות הקטנות בדרך כלל לספק כרכי מדגם נאותים של ניתוחים אלו ולמזער שימוש הנדרש ריאגנטים. בסך הכל, השיטה הוא תכליתי מאוד יכול להיות מותאם לפי הצורך להכין samples עבור יישומים ומעקב רבים.