Name: מודל ה- WinCF - מיקרוסקוס הזול והבלתי נסבל של ברונכייל מחובר ריר לחקר המיקרוביולוגיה של זיהומי ריאות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: חקור את מערכת WinCF לחקר מיקרוביולוגיה של דרכי נשימה וזיהומי ריאות במחלות כמו סיסטיק פיברוזיס. שיטה זו מאפשרת חיקוי סביבת הריאות ומניפולציה של תנאים כימיים לניתוח קהילות מיקרוביאליות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מבקשים להודות ורטקס תרופות ופרס חדשנות מחקר סיסטיק פיברוזיס למימון ר קווין ו- NIH / NIAID עבור 1 מענק מימון U01 AI124316-01, גישה ביולוגיה מערכתית לטיפול של פתוגנים עמידים רב-סמים. אנחנו גם רוצים להודות במחלקה מכונות להנדסת אווירונוטיקה וחלל כמובן עיצוב מכני הנדסי בכיר לתואר ראשון של UCSD עבור הקלת בשיתוף עם היבטים הנדסיים של העבודה הזאת.

<ol><li>Quinn, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Winogradsky-based+culture+system+shows+an+association+between+microbial+fermentation+and+cystic+fibrosis+exacerbation%5BTitle%5D)+AND+%22ISME+J+%22%5BJournal%5D)">A Winogradsky-based culture system shows an association between microbial fermentation and cystic fibrosis exacerbation.</a> ISME J . 9, 1024-1038 (2015).</li>
<li>Quinton, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis%3A+impaired+bicarbonate+secretion+and+mucoviscidosis%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis: impaired bicarbonate secretion and mucoviscidosis.</a> Lancet. 372 (9636), 415-417 (2008).</li>
<li>Harrison, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+ecology+of+the+cystic+fibrosis+lung%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiology%22%5BJournal%5D)">Microbial ecology of the cystic fibrosis lung.</a> Microbiology. 153 (Pt 4), 917-923 (2007).</li>
<li>Caverly, L. J., Zhao, J., LiPuma, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis+lung+microbiome%3A+Opportunities+to+reconsider+management+of+airway+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+pulmonol%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis lung microbiome: Opportunities to reconsider management of airway infection.</a> Pediatr pulmonol. 50, Suppl 4. S31-S38 (2015).</li>
<li>Blainey, P. C., Milla, C. E., Cornfield, D. N., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+the+human+airway+microbial+ecology+reveals+a+pervasive+signature+for+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis of the human airway microbial ecology reveals a pervasive signature for cystic fibrosis.</a> Sci Transl Med. 4 (153), 153ra130(2012).</li>
<li>Willner, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+distribution+of+microbial+communities+in+the+cystic+fibrosis+lung%5BTitle%5D)+AND+%22ISME+J%22%5BJournal%5D)">Spatial distribution of microbial communities in the cystic fibrosis lung.</a> ISME J. 6 (2), 471-474 (2012).</li>
<li>Delhaes, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+airway+microbiota+in+cystic+fibrosis%3A+a+complex+fungal+and+bacterial+community--implications+for+therapeutic+management%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">The airway microbiota in cystic fibrosis: a complex fungal and bacterial community--implications for therapeutic management.</a> PloS one. 7 (4), e36313(2012).</li>
<li>Rogers, G. B., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC179861/">D. Bacterial diversity in cases of lung infection in cystic fibrosis patients: 16S ribosomal DNA (rDNA) length heterogeneity PCR and 16S rDNA terminal restriction fragment length polymorphism profiling.</a> J clin microbiol. 41 (8), 3548-3558 (2003).</li>
<li>Stenbit, A. E., Flume, P. A. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21881509">Pulmonary exacerbations in cystic fibrosis.</a> Curr Opin Pulm Med. 17 (6), 442-447 (2011).</li>
<li>Twomey, K. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbiota+and+metabolite+profiling+reveal+specific+alterations+in+bacterial+community+structure+and+environment+in+the+cystic+fibrosis+airway+during+exacerbation%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">Microbiota and metabolite profiling reveal specific alterations in bacterial community structure and environment in the cystic fibrosis airway during exacerbation.</a> PloS one. 8 (12), e82432(2013).</li>
<li>Carmody, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+cystic+fibrosis+airway+microbiota+at+pulmonary+exacerbation%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Am.+Thorac.+Soc%22%5BJournal%5D)">Changes in cystic fibrosis airway microbiota at pulmonary exacerbation.</a> Ann. Am. Thorac. Soc. 10 (3), 179-187 (2013).</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>Cowley, E. S., Kopf, S. H., LaRiviere, A., Ziebis, W., Newman, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pediatric+Cystic+Fibrosis+Sputum+Can+Be+Chemically+Dynamic%2C+Anoxic%2C+and+Extremely+Reduced+Due+to+Hydrogen+Sulfide+Formation%5BTitle%5D)+AND+%22mBio%22%5BJournal%5D)">Pediatric Cystic Fibrosis Sputum Can Be Chemically Dynamic, Anoxic, and Extremely Reduced Due to Hydrogen Sulfide Formation.</a> mBio. 6 (4), e00767-e00715 (2015).</li>
<li>Sriramulu, D. D., Lünsdorf, H., Lam, J. S., Römling, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcolony+formation%3A+a+novel+biofilm+model+of+Pseudomonas+aeruginosa+for+the+cystic+fibrosis+lung%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Med.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Microcolony formation: a novel biofilm model of Pseudomonas aeruginosa for the cystic fibrosis lung.</a> J. Med. Microbiol. 54 (Pt 7), 667-676 (2005).</li>
<li>Quinn, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biogeochemical+forces+shape+the+composition+and+physiology+of+polymicrobial+communities+in+the+cystic+fibrosis+lung%5BTitle%5D)+AND+%22mBio%22%5BJournal%5D)">Biogeochemical forces shape the composition and physiology of polymicrobial communities in the cystic fibrosis lung.</a> mBio. 5 (2), (2014).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

האיפור המיקרוביולוגי של ריאה עם CF מכיל מגוון רחב של אורגניזמים, אבל התנאים בתוך הריאה סביר להניח השפעה משמעותית על מה סוגים של חיידקים יכולים לשרוד ולשגשג 13 , 15 . מנגנונים ספציפיים שדרכם משתנים התנאים הללו והאפקטים המדויקים שיש להם על המיקרוביום הריאות אינם ברורים כיום. בשיטה זו ניסיוני, אנו מציגים ניתוח של שינויים מיקרוביולוגיים המבוססים על תנאים כימיים מניפולציה בברונכיאה ריאה מדומה. <p class="jove_content" style=...

השיטה המתוארת בכתב היד הזה נקראת מערכת WinCF 1. המטרה הכללית של WinCF היא לספק סביבת ניסוי מסוגל לדמות את הסביבה של bronchiole ריאות מלאות ריר. זה יאפשר למערכת צייתנית ללמוד פתוגנים חיידקים של מחלות ריאה עם פנוטיפ ריר הפרשה המוגבר כולל סיסטיק פיברוזיס (CF), מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), אסטמה ועוד. ההליך תוכנן במיוחד עבור המחקר של CF, אשר מאופיין על ידי מוטציות הגורמות פרשות ריאה להיות עבות וקשה לנקות, בסופו של דבר מילוי bronchioles ומעברים קטנים אחרים עם ריר 2. חסימות כאלה ריאות לעכב חילוף הגזים בגלל באוויר שאנו נושמים הוא כבר לא מסוגל להגיע alveoli רבות גם לספק בית גידול קולוניזציה חיידקית 3, 4. חוסר היכולת למנוע התפתחותם של חיידקים בתוךריר ריאות מוגזם בסופו של דבר מוביל לפיתוח של זיהומים כרוניים מורכבים של דרכי הנשימה. קהילות אלה מכילות מגוון של אורגניזמים, כולל וירוסים, פטריות וחיידקים כמו Pseudomonas aeruginosa , כל אינטראקציה זה עם זה 5 , 6 , 7 , 8 . הפעילות של מיקרוביום ריאה CF הוא האמין להיות מעורב בהתלקחויות של סימפטומים הנקראים החמרות ריאתי 1 , 9 , 10 , 11 . WinCF מאפשר ללמוד את ההתנהגות של הקהילה המיקרוביאלית סביב החמרות אלה, ועכשיו הוא מורחב כדי לשמש מערכת ניסיונית בסיס ללמוד אקולוגיה הריאות של הריאות. באופן מסורתי, החריפות נחקרו באמצעות ניתוח ישיר של דגימות נלקח מן הריאה. גורמים רבים מבלבלים לעשות ניתוח ישיר של מיקרוביאלית בehavior בריאותיו מאתגרות, עם מערכת WinCF, רבי הגורמים הללו יוסרו ואת ההתנהגות של Microbiome הריאות ניתן ללמוד באופן ישיר יותר, המאפשרת ניתוח מדויק יותר של פעילות חיידקים בתוך bronchiole לחשמל-ריר. מערכת WinCF מספקת שיטה לגדל ולנתח חיידקים באופן אשר מחק באופן יעיל את סביבת הריאות. שיטות מסורתיות חיידקי ריאות גדלים קרובות דגימות culturing מעורבות על צלחות אגרו מסורתיות. שיטות אלה לעזוב את הדגימות פתוחות חמצן אטמוספרי, מזניחות לתת דין וחשבון על היפוקסי ולעתים קרובות בתנאי anoxic למצוא bronchioles ריאות פקוקים עם ריר 12, 13. Culturing על אגרת בתנאים אירוביים דבר כמו הסביבה של ריאות CF והוא יכול להטעות קלינאים וחוקרים בנוגע להתנהגות של פתוגנים כי הם מנסים לטפל. בנוסף, החומרים המזינים לרשות חיידקים על צלחות אגראינם דומים לאלה זמינים כיח בפועל, אשר היוו בשנת WinCF ידי ניצול תקשורת כיח מלאכותית (ASM). כפי שניתן לראות על ידי תרבויות Pseudomonas ב Sriramulu ואח. 14, ASM כולל קבוצה מסוימת של רכיבים המחקה את המשאבים העומדים לרשות חיידקי ליחה גם משכפלת את העקביות הפיסית של ליחה. מכיוון ריאה חולה יש Microbiome ספציפי, המחקר של מיקרואורגניזמים כאלה רצוי מתקיימים התנאים הספציפיים של הריאות גם כן. המערכת מאפשרת WinCF ניתוח מהיר מניפולציה קלה של תנאי הניסוי לבחון שינויים מיקרוביאליים בדומה לאופן בו הם יתרחשו באופן bronchiole ריאות בפועל. טכניקה זו מאפשרת לחיסון של מספר עצום של סוגי מדגם הקשורים כוללים ליחה, רוק, הפרשות גוף אחרות ותרבויות חיידקים טהורות או מעורבות. האופי של הגדרת הניסוי מאפשר פרשנות חזותית ברורה שלהתנהגות הקהילה מיקרוביאלית נועד לאפשר יישום במורד הזרם קל של מספר רב של הליכים מיקרוביולוגיים ואומיקים. מחקרים כאלה חשובים משום שהרכב הקהילה הבקטריאלית משתנה בהתאם לתנאים הפיזיו-כימיים של סביבתם. עם WinCF התנאים הכימיים של התקשורת יכול להיות מניפולציה כדי לנתח את ההשפעות על פעילות חיידקית. לדוגמה, חומציות של התקשורת ניתן לשנות לפני חיסון עם מדגם. לאחר הדגירה, ניתן להשוות את הפעילות החיידקית בכל אחד מהמצבים הללו באופן ישיר, ומסקנות ניתן להסיק כיצד חיידקים באותם דגימות כיחיים מתנהגים בתגובה ל- pH משתנה. כאן, אנו מתווים את הנהלים ליישום מערכת WinCF ודוגמאות כיצד ניתן להשפיע על הכימיה התקשורתית כדי לחקור את ההשפעות על המיקרוביום הריאה.

<table><tbody><tr><td>צינורות נימיים מקודדים בצבע</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>22-260943</td><td></td></tr><tr><td>תרכובת איטום צינורות Cha-seal</td><td>Kimble-Chase</td><td>43510</td><td></td></tr><tr><td>מוצין מקיבת חזיר</td><td>Sigma</td><td>M1778</td><td></td></tr><tr><td>פריטין, קטיון מטחול סוס</td><td>Sigma</td><td>F7879</td><td></td></tr><tr><td>זרע סלמון DNA מלח נתרן (סוניפיקציה)</td><td>AppliChem Panreac</td><td>A2159</td><td></td></tr><tr><td>MEM חומצות אמינו לא חיוניות</td><td>Corning Cellgro</td><td>25-025-CI</td><td></td></tr><tr><td>MEM חומצות אמינו</td><td>Cellgro</td><td>25-030-CI</td><td></td></tr><tr><td>תחליב חלמון ביצה, 50%</td> <td>Dalynn Biologicals</td><td>VE30-100</td><td></td></tr><tr><td>אשלגן כלורי</td><td>פישר Scientific</td><td>P2157500</td><td></td></tr><tr><td>נתרן כלורי</td><td>פישר Scientific</td><td>S271500</td><td></td></tr><tr><td>צינורות צנטריפוגה 15 מ"ל עם סיומים מודפסים וכובעים שטוחים</td><td>VWR</td><td>89039-666</td><td></td></tr><tr><td>צינורות צנטריפוגה 50 מ"ל עם סימונים מודפסים וכובעים שטוחים</td><td>VWR</td><td>89039-656</td><td></td></tr><tr><td>צינורות מיקרוצנטריפוגה 1.5 מ"ל</td><td>קורנינג</td><td>MCT-150-R</td><td></td></tr><tr><td>2.0 מ"ל צינורות מיקרוצנטריפוגה</td><td>קורנינג</td><td>MCT-200-C</td><td></td></tr></tbody></table>

מודל ה- wincf - מיקרוסקוס הזול והבלתי נסבל של ברונכייל מחובר ריר לחקר המיקרוביולוגיה של זיהומי ריאות

The WinCF Model - An Inexpensive and Tractable Microcosm of a Mucus Plugged Bronchiole to Study the Microbiology of Lung Infections

מחלות כרוניות רבות בדרכי הנשימה גורמות לחיבור רירי של דרכי הנשימה. הריאות של אדם עם סיסטיק פיברוזיס הם דוגמה למופת שבו bronchioles שלהם ריר מחוברות ליצור בית גידול נוחים עבור קולוניזציה חיידקים. פתוגנים שונים לשגשג בסביבה זו אינטראקציה זה עם זה נהיגה רבים של סימפטומים הקשורים למחלת CF. כמו כל קהילה מיקרוביאלית, התנאים הכימיים של בית הגידול שלהם משפיעים באופן משמעותי על מבנה הקהילה ועל הדינמיקה. לדוגמה, מיקרואורגניזמים שונים לשגשג ברמות שונות של חמצן או ריכוזי מומס אחרים. זה נכון גם ריאות CF, שבו ריכוזי החמצן הם האמינו לנהוג פיזיולוגיה הקהילה ומבנה. השיטות המתוארות כאן נועדו לחקות את סביבת הריאות ולגדל פתוגנים באופן דומה יותר לזה שממנו הם גורמים למחלה. מניפולציה של הסביבה הכימית של חיידקים אלה משמשת כדי ללמוד כיצד chemistry של דלקות ריאות מסדיר אקולוגיה מיקרוביאלית שלה. השיטה, המכונה מערכת WinCF, מבוסס על מדיום כיח מלאכותי וצינורות נימי צר נועדו לספק שיפוע חמצן דומה לזה קיים bronchioles פקוק ריר. מניפולצית תנאים כימיים, כגון pH התקשורת של לחץ כיח או אנטיביוטיקה, מאפשר ויזואליזציה של הבדלי מיקרוביולוגית בדגימות אלה באמצעות מחוונים בצבע, צופים לייצור גז או ביופילם, או לחילוץ וסדר תכול חומצות הגרעין של כל דגימה.

גידול מיקרוביולוגי על פני התנאים הכימיים השונים המושרה בתוך הדגימות השתנה באופן דרמטי במקרים מסוימים ועוד בעדינות באחרים. שינויים רבים בפעילות היו חזותיים בטבע, להיות ברור מיד עם סיום תקופת הדגירה. בדוגמה של מניפולציה pH, דגימות פני ספקטרום ה- pH השתנו מאוד כפי שמוצג על ידי גורמים מרובים שהתגלו לאחר הדגירה. כאשר לא נוספו דגימות כיח לתקשורת, השינוי היחיד המוצג על פני הספקטרום pH לאחר 48 שעות של הדגירה היה ירידה קלה נפח בינוני הנובע אידוי קטין ( <str...

דרכי הנשימה המחוברות לריר של חולי סיסטיק פיברוזיס (CF) הן סביבה אידיאלית לפטוגנים חיידקים לשגשג. כתב היד מתאר שיטה חדשה לחקר מיקרוביום הריאות CF בסביבה שבה מחקה את המחלה, וכיצד שינויים בתנאים כימיים יכולים להניע דינמיקה מיקרוביאלית.

מודל ה- WinCF - מיקרוסקוס הזול והבלתי נסבל של ברונכייל מחובר ריר לחקר המיקרוביולוגיה של זיהומי ריאות

Many chronic airway diseases result in mucus plugging of the airways. Lungs of an individual with cystic fibrosis are an exemplary case where their ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לחקות את סביבת הריאה ולגדל פתוגנים באופן הדומה יותר למצב שבו הם גורמים למחלה. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום המיקרוביולוגיה של דרכי הנשימה, כגון האופן שבו פתוגנים חיידקיים מגוונים מקיימים אינטראקציה בריאה של חולה עם סיסטיק פיברוזיס. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת מניפולציה קלה של התנאים הניסיוניים.כדי לתצפת על תגובות מיקרוביאליות באופן הדומה לזה שמתרחש בסימפונות ריאה ממשיים, ויל קומסטוק מהמעבדה שלנו ידגים את הפרוצדורה. להכנת מצע ליחה מלאכותי, יש לשלב 16 milliliters של תמיסת מלאי מוצין שהוכנה מראש, Two milliliters של תמיסת מלאי של אשלגן כלוריד, two milliliters של תמיסת מלאי של נתרן כלוריד, 200 microliters של תחליב חלמון ביצה, 5.6 milliliters של תמיסת מלאי DNA, 120 microliters של תמיסת מלאי פריטין, 5.78 milliliters של תמיסת חומצות שומניות חיוניות, 5.78 milliliters של תמיסת חומצות שומניות שאינן חיוניות, ו-2.44 milliliters של מים סטריליים.הכנה קפדנית של מצע ליחה מלאכותי סטרילי היא חשובה ביותר, שכן כל זיהום עלול לשנות את הפעילות הבקטריאלית בצינורות הנימיים המודגרים בשלבים מאוחרים יותר. לאחר ניעור עדין לערבוב, העבירו בפיפט חמישה milliliters של המצע לשמונה מבחנות צנטריפוגה סטריליות של 15 milliliters.כעת ניתן לשנות את המצע כדי להשיג את התנאים הכימיים הרצויים. לדוגמה, במצעים המוצגים כאן שונה ה-pH והתווספו צבעים כדי לשקף את רמות החומציות השונות שלהם. לאחר מכן, תחת מנדף ביולוגי סטרילי, העבירו 900 µL של מצע לכל אחת משמונה מבחנות מיקרוצנטריפוגה סטריליות בנפח 1.5 mL.הומוגניזו דגימות ליחה שנאספו קודם לכן באמצעות מזרק של שלוש מיליליטר, על ידי שאיבה ופליטה חוזרת של הליחה עד לקבלת עקביות חלקה. הוסיפו 100 µL של הליחה ההומוגנית לכל אחת משמונה מבחנות המיקרוצנטריפוגה. לאחר מכן, השתמשו בערבוב במכשיר vortex כדי להגיע לערבוב מספק.סמנו שמונה מבחנות צנטריפוגה סטריליות נוספות בנפח 15 מיליליטר, בהתאם למבחנות המיקרוצנטריפוגה של המצע שהוכרו במראש. אלה יהיו מבחנות האינקובציה. השתמשו בתמיסת ethanol בריכוז 70% כדי לעקר נייר סופג והמתינו להתייבשותו.קרעו את המגבת לחתיכות בגודל של כארבעה אינץ' רבוע כל אחת. לאחר מכן, כווצו חתיכה אחת לתחתית של כל מבחנה דגירה. כאשר גוש נייר אחד נמצא בתחתית כל מבחנה דגירה, השתמשו ב-1 milliliter של מים סטריליים כדי להרטיב קלות כל גוש, במטרה ליצור סביבה לחה בתוך המבחנה.עבור כל מבחנה של מצע, מלאו שלוש צינוריות נימי זכוכית במצע על ידי החזקת קצה אחד של הצינורית בתוך המצע והטאתה באופן אופקי. אפשרו לפעולת הנימיות להוביל את המצע לתוך הצינורית. הפסיקו את המילוי על ידי הנחה עדינה של אצבע כפופה בכפפה מעל הקצה הפתוח של הצינורית, ולאחר מכן אטמו את הקצה השני של הצינורית על ידי לחיצה עליה אל תוך גוש של חומר איטום מסוג putty לנימיות.הניחו כל סט של שלושה צינוריות נימיות לתוך מבחנות דגירה של 15 מיליליטר, כאשר הצד האטום בputty פונה כלפי מטה. לאחר מכן, סגרו את המבחנות במכס וודאו שהן מסומנות. שלוש צינוריות נימיות אלו משמשות לשכפול של כל תנאי בקרה.כאשר כל מבחנות הדגירה מלאות בצינורות הנימיים הייעודיים להן, מקמו את המעמדים בטמפרטורה של 37 degrees Celsius, כך שהמבחנות יהיו דגורות במצב אופקי כדי שכל גז שיווצר לא יפלוט מהקצה הפתוח. דגרו את המבחנות למשך 48 שעות.הוציאו את המבחנות מהאינקובטור תוך הקפדה על שמירתן במצב אופקי. הוציאו בזהירות את צינורות הנימיות ממבחנות האינקובציה, תוך שמירה על הפרדה בין כל קבוצה של שלושה צינורות לבין קבוצות אחרות. סדרו את צינורות הנימיות זה לצד זה על שולחן אור, כך שיהיו מיושרים ותוכליות של תכולת הצינורות תהיה גלויה ומוארת מלמטה.צרו מרווח בכל שלושה מבחנות כדי להפריד בין תנאים כימיים שונים. לאחר מכן, התמקדו במצלמה על המבחנות ישירות מעליהן כך שכל המבחנות יהיו גלויות בשדה הראייה, ואור מתיבת התאורה יספק ניגודיות מספקת וויזואליזציה של צבע הצבעים במבחנות. כדי להוציא את תכולת המבחנות לצורך אנליזה המשכית, הוציאו מתיבת התאורה בכל פעם סט אחד של שלושה נימי קפילריה (triplicate capillaries). הכניסו מחט בעלת קצה קהה במידה 25 וגודל 0.5 inch אל הקצה האטום של צינור הקפילריה כדי לשבור את האטם.לאחר מכן, הפוך את צינור הנימי כדי לאפשר למצע לטפטף מהחלק העליון שלו אל תוך פרוקת מיקרו-צנטריפוגה של 1.5 מיליליטר. אם התוכה אינו מטפטף החוצה, השתמש בפיפטה של 200 מיקרוליטר כדי לדחוף את המצע אל מחוץ לצינור על ידי לחיצה על בוכנת הפיפטה כאשר זו מוחדרת לקצה הצינור הנימי. כפי שמוצג כאן, כאשר לא נוספו דגימות ליחה למצע, השינוי היחיד שנצפה לאורך ספקטרום ה-pH לאחר 48 שעות של דגירה היה ירידה קלה בנפח המצע כתוצאה מאידוי מזערי.בצינורות הנימיים שזוהמו נצפו שינויים בנפח, הופעת בועות גז, שינוי בצבע והופעת משקעים עכורים. תוצאות אלו מראות כי חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים שהיו בליחה שהתוספה, מסוגלים לגדול ולהשתנות בתוך המצע המלאכותי. לאחר הדגירה, ניתן לבצע שיטות אחרות, כגון מטבולומיקה וריצוף DNA, כדי לענות על שאלות נוספות בנוגע להתנהגות המיקרואורגניזמים הגדלים בצינורות הנימיים.מערכת winCF היא שיטה חדשנית למחקר הפעילות של המיקרוביום בריאות; מחקר זה חשוב עבור מחלות רבות, כולל CF, COPD, אסתמה ואחרות.

the-wincf-model-an-inexpensive-tractable-microcosm-mucus-plugged

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

אימונולוגיה וזיהומים

מקור: Nielsen, T. B. ואחרים, מודל שאיפת אורופרינגיאלית של דלקת ריאות חיידקית הקשורה למכונת הנשמה ודלקת ריאות חיידקית נרכשת בבית חולים. J. Vis. Exp. (2018)הסרטון הזה מדגים את התהליך של העברת חיידקים דרך האורופרינקס לריאות של עכבר מורדם, כדי לגרום לזיהום ריאתי ולעורר תגובה חיסונית.

הכנת מודל שאיבת אורופרינגיאלית של עכברים לזיהוי זיהומים חיידקיים בריאותיים

Source: Montefusco-Pereira, C. V. et al. P. aeruginosa Infected 3D Co-Culture of Bronchial Epithelial Cells and Macrophages at Air-Liquid Interface for Preclinical Evaluation of Anti-Infectives. J. Vis. Exp.(2020)This video demonstrates a co-culture model of bronchial epithelial cells and macrophage-like cells at the air-liquid interface to study host-pathogen interactions. Pathogenic bacterial infection compromises epithelial membrane integrity, triggering macrophage-like cell activation and...

Establishing a Co-Culture Model to Study Host-Pathogen Interactions at the Air-Liquid Interface

סרטון זה מתאר את הפרוטוקול לפיתוח מודל ריאות חזיר ex vivo של ביופילם חיידקי על רקמת סימפונות נגועה. ביופילמים הם אגרגטים חיידקיים המשובצים במטריצה הנצמדת למשטח. מודל זה משמש לחקר הרגישות האנטיביוטית של חיידקים בשלבים שונים של היווצרות ביופילם.

מודל ריאות חזיר Ex vivo של ביופילם: טכניקה לפיתוח מודל ריאות לחקר ביופילמים חיידקיים על רקמת ברונכיולר חזיר

בעוד שמחקר במבחנה של אינטראקציות מארח-פתוגן מאפשר אפיון של תגובות חיסוניות ספציפיות, מודלים in vivo נדרשים כדי להתבונן בהשפעות של תגובות מורכבות. באמצעות חשיפה לקנדידה אלביקנס ואחריה זיהום ריאות בתיווך Pseudomonas aeruginosa, הקמנו מודל עכברי של אינטראקציות מיקרוביאליות המעורבות בפתוגניות של דלקת ריאות הקשורה למכונת הנשמה.

לומד קהילות חיידקים<em&gt; In vivo</em&gt;: דגם של אינטראקציה בתיווך בין מארח<em&gt; קנדידה אלביקנס</em&gt; ו<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; באיירווייס

נעשה שימוש בליתוגרפיה רכה כדי לייצר מודל מייצג בקנה מידה אמיתי של דרכי נשימה ריאתיות המתרחבות ומתכווצות מעת לעת, ומחקות תנועת נשימה פיזיולוגית. פלטפורמה זו משחזרת זרימות אצינריות נשימתיות על שבב, וצפויה להקל על חקירה ניסויית של דינמיקת אירוסול בשאיפה ושקיעה באצינוס הריאתי.

מודל Microfluidic של Biomimetically נשימה ריאתי acinar איירווייס

דלקת ריאות זיהומית היא בין הזיהומים הנפוצים ביותר של האדם. מודל המתאים ויוו חיוני להבנת הפתוגנזה של המחלה, בדיקת יעילותם של הריפוי. עם מודל דלקת ריאות השאיפה הלוע התחתון מאתר זה, ניתן לבחון הפתוגנזה של טיפולים חדשים נגד זיהומים קטלניים אלה.

השאיפה הלוע התחתון מאתר מודל של הנשמה-הקשורים ו רכשה החולים בדלקת ריאות חיידקית

אנו מתארים פרוטוקול עבור מודל תלת מימדי של שיתוף תרבות של דרכי הנשימה הנגועות, באמצעות CFBE41o- תאים, מקרופאגים THP-1, ו פסאודומונס aeruginosa, הוקמה בממשק אוויר נוזלי. מודל זה מספק פלטפורמה חדשה כדי לבדוק בו זמנית יעילות אנטיביוטיקה, פונקציית מחסום אפיתל, סמנים דלקתיים.

פ. ארוגינוזה נגוע 3D שיתוף תרבות של תאים אפיתל הסיפונות מקרופאגים בממשק אוויר נוזלי להערכה פרה-סרטנית של אנטי זיהומים

כתב יד זה מתאר את ביסוס מודל זיהומי של דלקת ריאות בעכברים ואת אפיון פתרון הפגיעה בהתאמה יחד עם שיטות לגידול חיידקים והחדרה תוך טרכיאלית. מתוארת גם גישה חדשנית המשתמשת בציטומטריית זרימה בממד גבוה להערכת הנוף החיסוני.

מודל ניסיוני להערכת רזולוציה של דלקת ריאות

מודלים של ריאות על שבב עולים על תרביות דו-ממדיות מסורתיות על ידי חיקוי ממשק אוויר-נוזל וזילוח תאי אנדותל, המדמים זרימת דם וחילופי חומרים מזינים החיוניים למחקרים בפיזיולוגיה של הריאות. זה משפר את הרלוונטיות של מחקר הריאות, ומציע סביבה דינמית ומדויקת פיזיולוגית לקידום ההבנה והטיפול בזיהומים בדרכי הנשימה.

מודל Alveolus-on-Chip חיסוני לחקר תגובות חיסוניות של נאדיות

פרוטוקול זה מתאר מודל ביופילם פולימיקרוביאלי רלוונטי לארבעה מינים של סיסטיק פיברוזיס (CF), שניתן להשתמש בו כדי לחקור את ההשפעה של אינטראקציות בין מינים חיידקיים.

גידול ביופילם פולימיקרוביאלי רלוונטי לסיסטיק פיברוזיס כדי לחקור פנוטיפים קהילתיים

מתודולוגיה זו מאפשרת הקמת מודל ביופילם פולימיקרוביאלי בסיסטיק פיברוזיס לבדיקת רגישות מיקרוביאלית במעבדות מחקר וקליניות. מודל זה מספק תוצאות מדויקות ואמינות על פני מגוון תפוקות.

פיתוח מודל ביופילם של מושבה פולימיקרוביאלית לבדיקת אנטי-מיקרוביאלים בסיסטיק פיברוזיס

חקור את מערכת WinCF לחקר מיקרוביולוגיה של דרכי נשימה וזיהומי ריאות במחלות כמו סיסטיק פיברוזיס. שיטה זו מאפשרת חיקוי סביבת הריאות ומניפולציה של תנאים כימיים לניתוח קהילות מיקרוביאליות.

מודל ה- WinCF - מיקרוסקוס הזול והבלתי נסבל של ברונכייל מחובר ריר לחקר המיקרוביולוגיה של זיהומי ריאות

גלה סרטונים נוספים