בורליה (שם מדעי: Borrelia) הוא סוג של חיידק ספירוצ'טה הכולל שלושה סוגים עיקריים: קבוצת ליים בורליוזיס (LB), קבוצת קדחת התקפית (RF), וקבוצה פחות מאופיינת המוגבלת לכאורה לזוחלים. טקסונומיה של בורליה נמצאת בשטף עם הופעתן של מתודולוגיות מולקולריות המאפשרות השוואה בין גנום לפרוטאום, כפי שנכון לגבי רוב הקבוצות הטקסונומיות האחרות 1,2,3,4,5,6,7. קבוצת LB (המכונה גם קבוצת מחלת ליים) נקראת באופן מסורתי Borrelia burgdorferi sensu lato על שם חבריה המאופיינים ביותר Borrelia burgdorferi sensu stricto. מאמר זה משתמש בטרמינולוגיה הנפוצה ביותר כיום: LB, RF והקבוצה המשויכת לזוחלים, ומתאר את פרוטוקולי התרבות עבור קבוצות LB ו- RF.
כפי שניתן היה לצפות עבור בן משפחה Spirochaetaceae, Borrelia יכול לאמץ את הצורה הספירלית הארוכה והדקה הייחודית, בדרך כלל 20-30 מיקרומטר אורך ו 0.2-0.3 מיקרומטר רוחב. עם זאת, תאי בורליה הם פלאומורפיים מאוד ויכולים לאמץ צורות רבות אחרות הן בתרבית והן in vivo 1,8 כתוצאה מהמבנה התאי והגנטי המורכב שלהם. בצורתו הספירוכטלית, המורפולוגיה של גל הסינוס המישורי נובעת מכך שהאנדופלגלה הצירית שלו מסתובבת בחלל הפריפלסמי שבין הממברנות הפנימיות והחיצוניות. מבנה זה מאפשר לתאים להיות תנועתיים מאוד, כאשר הקרום החיצוני מכיל חלבונים המאפשרים לתא לתקשר עם רקמות מארחות 9,10. הביטוי של חלבוני הממברנה החיצונית מווסת היטב ומשפיע לא רק על פלישת רקמת המאכסן אלא גם על אינטראקציה עם מערכת החיסון המארחת11. ביטוי גנים מורכב זה מאפשר לתאי בורליה לנוע בין סביבות שונות מאוד של מארחי חוליות ווקטורים חסרי חוליות. הגנום של בורליה הוא יוצא דופן בקרב פרוקריוטים, המורכב מכרומוזום ליניארי ולא מעגלי. בנוסף לכרומוזום הליניארי, מיני בורליה מכילים 7-21 פלסמידים, חלקם ליניאריים וחלקם מעגליים. הפלסמידים מכילים את רוב הגנים הדרושים להסתגלות ולאלימות של המאכסן, והפלסמידים המעגליים שמקורם בפרופג'ים נחשבים כאחראים לרוב זרימת הגנים האופקית בין תאים ספירוכטליים12,13. בהתאם לתפקיד בהסתגלות המארח, חלקם, אולי רבים או כולם, מחברי קבוצת הבורליוזיס ליים מאבדים פלסמידים בתרבות14. הזן ה"מותאם למעבדה" הנחקר ביותר של B. burgdorferi, B31, מכיל רק שבעה מתוך תשעת הפלסמידים שנמצאו במבודדים פראיים של מין זה15. באופן דומה, B. garinii מאבד פלסמידים בתרבות16. כמה מחקרים הראו כי מיני RF ו- B. miyamotoi שומרים על פלסמידים בתרבית14,17, אך עבודות אחרונות מדגימות שינויים בפלסמידים והדבקה עם גידול מבחנה לטווח ארוך 18.
שיטות מבוססות תרבית נותרו תקן הזהב לזיהוי מעבדה של זיהומים חיידקיים, הן במחקר והן בעבודה קלינית14,17. תרבית של פתוגנים מנוזלי גוף או רקמות מזהה ישירות פתוגנים משכפלים ומספקת חומר מקור למחקר14,17. פרוטוקול זה מדגים את המתודולוגיה והמתכונים הדרושים לתרבית מוצלחת של הספירוכטות של קבוצת LB, כמו גם RF Borrelia ו- B. miyamotoi. המדיום הבסיסי לגידול ספירוצ'טות בורליה הוא מדיום ברבור-סטונר-קלי (BSK-II או BSK-H הזמין מסחרית), עם או בלי אנטיביוטיקה כדי להפחית את הצמיחה של פרוקריוטים מזהמים. מדיום זה הותאם ממדיום ששימש במקור לתמיכה ב-RF Borrelia19, שונה עוד יותר על ידי Stoenner20 ולאחר מכן על ידי Barbour21. שינויים רבים פותחו מאז, לכל אחד מהם יש השפעות על הפיזיולוגיה של החיידקים שיכולים להשפיע על גדילה, זיהומיות ופתוגניות22. מדיום זה תומך באופן אמין בגדילה של ספירוכטות בתרבויות מבוססות ושימש לבידוד ספירוכטות מדגימות קרציות, יונקים וקליניות23. הווריאציה שפותחה לאחרונה, מדיום קלי-פטנקופר (MKP), יכולה לספק הצלחה טובה יותר בבידוד, מורפולוגיה ותנועתיות בעת בידוד מבודדי בורליה חדשים מדגימות סביבתיות, כאשר מספר הספירוצ'טים הנמצאים במדגם הזמין לזרע התרבית נמוך23,24. בכל המקרים, הצלחת הטיפוח תלויה באופן קריטי במדיום המוכן ובשימוש במרכיבים המתאימים; לא כל המרכיבים המסחריים מייצרים מדיום באיכות גבוהה. תרביות מחוסנות יכולות להיות מודגרות בנוחות מבלי לרעוד באינקובטור קונבנציונלי של 32-34 מעלות צלזיוס בנוכחות כמות קטנה של שאריות חמצן סביבתי. Borrelia spirochetes הם אנאירובים אך חשופים בטבע לתנודות בריכוזי חמצן ופחמן דו חמצני ומגיבים לשינויים בביטוי גנים26,27,28,29. לפיכך, ביטוי גנים, גדילה ומחקרים מטבוליים אחרים צריכים לשלוט על רמות חמצן ופחמן דו חמצני באמצעות אינקובטור מבוקר חמצן או תא אנאירובי. בתרבית, תרביות נבדקות מדי שבוע, או לעתים קרובות יותר, עבור נוכחות של spirochetes עם מיקרוסקופ שדה כהה או מיקרוסקופ ניגודיות פאזה. כתמי תרבית יכולים להיות מוכתמים בכתמי כסף, אימונוהיסטוכימיה, או באמצעות שימוש בזנים מתויגים פלואורסצנטית29,30. PCR ואחריו ריצוף DNA היא שיטה רגישה וספציפית לזהות ולזהות גנטית או לאשר את מיני Borrelia 30,31,32,33.
קיימות וריאציות קטנות רבות על BSK-II, וחלקן זמינות מסחרית. הפרוטוקול המתואר כאן בסעיף 1 עובד מברבור (1984)21. מדיום MKP נוזלי הוא מדיום שפותח לאחרונה ומתואר בסעיף 2. הוא מוכן על פי פרוטוקול33,34 שדווח בעבר, אשר, בדומה למדיום BSK, מורכב משני שלבים: הכנת מדיום בסיסי והכנת מדיום שלם. ניתן להכין מדיום תרבית בורליה עם אנטיביוטיקה או בלעדיה, כמתואר בסעיף 3; חוק האנטיביוטיקה להפחתת חיידקים מזהמים שהוכנסו בעת חיסון בדגימות קליניות או סביבתיות, כמתואר בסעיף 4; אם מחסנים בתרבית Borrelia sp. טהורה, ייתכן שלא יהיה צורך באנטיביוטיקה. ייצור מניות בורליה לטווח ארוך הוא לעתים קרובות חשוב, ופרוטוקול לכך מתואר בסעיף 5. סעיף 6 מתאר שימוש במדיה זו כדי לבודד שיבוטים טהורים של Borrelia sensu lato מדגימות קליניות או סביבתיות. ישנן מספר גישות אפשריות36; להלן אחד שנמצא יעיל. אמצעי הציפוי המשמש בפרוטוקול זה הוא שינוי של מדיום ציפוי BSK-II37 ו- MKP בינוני 34 (עם סרום ארנב גדל ל -10%38).