Una piattaforma di test anti-biofilm Adatto per l&#39;esplorazione del Biblioteche composto naturale

Malena E. Skogman; Pia M. Vuorela; Adyary Fallarero

doi:10.3791/54829

È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.

Articolo metodologico

Una piattaforma di test anti-biofilm Adatto per l'esplorazione del Biblioteche composto naturale

17.7K visualizzazioni

⸱

DOI:

10.3791/54829

⸱

27 dicembre 2016

Malena E. Skogman¹ , Pia M. Vuorela¹ , Adyary Fallarero¹

¹Pharmaceutical Design and Discovery (PharmDD), Faculty of Pharmacy, University of Helsinki

In questo articolo

Sommario

Le infezioni da biofilm mostrano un'alta tolleranza alla chemioterapia. Nessun singolo test è in grado di catturare la complessità dei biofilm. Invece, sono necessari saggi complementari. Presentiamo una piattaforma di screening (sviluppata per S. aureus) che combina saggi di vitalità, biomassa e matrice di biofilm. Consente la scoperta di farmaci anti-biofilm, compresa la valutazione degli effetti chemioterapici a lungo termine.

Abstract

I biofilm sono considerati come uno dei temi più impegnativi della moderna biomedicina, e sono potenzialmente responsabili di oltre l'80% delle infezioni antibiotico-tolerant. I biofilm hanno mostrato un livello eccezionalmente alto di tolleranza per la chemioterapia, che è pensato per essere multifattoriale. Per esempio, la matrice fornisce una barriera fisica che diminuisce la penetrazione di antibiotici nel biofilm. Inoltre, le cellule all'interno dei biofilm sono fenotipicamente diverse. Probabilmente, biofilm resilienza deriva da una combinazione di questi e altri, ancora sconosciute, meccanismi. Tutti gli antibiotici attualmente esistenti sono stati sviluppati contro singole cellule-batteri (planctonici). Pertanto, finora, un repertorio molto limitato di molecole esiste che può selettivamente agire su biofilm maturi. Questa situazione ha portato un cambiamento di paradigma progressiva scoperta di nuovi farmaci, in cui la ricerca di anti-biofilm è stata invitata ad occupare un posto più prominente. Una sfida ulteriore è che ci sono unnumero di metodi standardizzati per la ricerca biofilm, in particolare quelli che possono essere utilizzati per lo screening su larga rendimento di librerie chimiche molto limitato. Qui, una piattaforma anti-biofilm sperimentale per lo screening chimico è presentato. Colorazione Esso utilizza tre metodi per misurare la vitalità del biofilm (con resazurina colorazione), biomassa totale (con colorazione cristallo viola), e la matrice del biofilm (utilizzando un agglutinine di germe di grano, WGA-fluorescenza a base di poli-N acetil-glucosamina, PNAG , frazione). Tutti i saggi sono stati sviluppati usando Staphylococcus aureus come i batteri modello. Esempi di come la piattaforma può essere utilizzata per lo screening primario e per la caratterizzazione funzionale identificati risultati anti-biofilm sono presentati. Questa sequenza sperimentale inoltre consentito la classificazione dei risultati basati sui punti finali misurati. Esso fornisce anche informazioni sulle loro modalità di azione, in particolare sul lungo termine rispetto agli effetti chemioterapici a breve termine. Pertanto, è molto advantageous per la rapida identificazione di composti di successo di alta qualità che possono servire come punto di partenza per varie applicazioni biomediche.

Introduzione

I batteri possono passare tra due diversi stili di vita, planctonici e sessili, di cui un biofilm è l'esempio più comune. In biofilm, batteri formano comunità strutturate annegate in una matrice di auto-prodotto ^1. Questa matrice autoprodotto è una barriera tra i batteri e l'ambiente esterno, e protegge le cellule microbiche, mantenendoli in prossimità. La composizione della matrice biofilm varia tra e persino all'interno delle specie, ma consiste principalmente di una fitta rete di lipopolisaccaridi, DNA extracellulare e proteine. La matrice serve come barriera fisica inibendo l'ingresso di agenti nocivi, ma protegge anche il biofilm dalla....