Il WinCF Modello - Un Microcosmo Economico e Tractable di un muco bronchiale Plugged per studiare la Microbiologia del polmone Infezioni

Sommario

Le vie respiratorie del flusso mucoso di fibrosi cistica (CF) sono un ambiente ideale per i patogeni microbici a prosperare. Il manoscritto descrive un nuovo metodo per studiare il microbioma polmonare CF in un ambiente che imita dove provocano malattie e come le alterazioni delle condizioni chimiche possano guidare la dinamica microbica.

Abstract

Molte malattie croniche delle vie respiratorie comportano un attacco muco delle vie aeree. I polmoni di un individuo con fibrosi cistica sono un caso esemplare in cui i loro bronchioli collegati a muco creano un habitat favorevole alla colonizzazione microbica. Vari agenti patogeni prosperano in questo ambiente che interagiscono tra loro e guidano molti dei sintomi associati alla malattia di CF. Come tutte le comunità microbiche, le condizioni chimiche del loro habitat hanno un impatto significativo sulla struttura e sulla dinamica della comunità. Ad esempio, diversi microrganismi crescono in livelli diversi di ossigeno o di altre concentrazioni di soluto. Questo è anche vero nel polmone CF, in cui si ritiene che le concentrazioni di ossigeno possano guidare la fisiologia e la struttura comunitaria. I metodi qui descritti sono progettati per simulare l'ambiente polmonare e sviluppare patogeni in un modo più simile a quello da cui provocano malattie. La manipolazione dell'ambiente chimico di questi microbi è poi usata per studiare come i chemiStriato delle infezioni polmonari regola la sua ecologia microbica. Il metodo, chiamato sistema WinCF, si basa su un mezzo artificiale di espettorato e da tubi capillari stretti intesi a fornire un gradiente di ossigeno simile a quello che esiste nei bronchioli a muco. La manipolazione di condizioni chimiche, come il pH media dello spettro o la pressione degli antibiotici, consente di visualizzare le differenze microbiologiche in quei campioni usando indicatori colorati, osservando la produzione di gas o biofilm, oppure estraendo e sequenziando i contenuti dell'acido nucleico di ciascun campione.

Introduzione

Il metodo descritto in questo manoscritto è chiamato il sistema WinCF ¹ . L'obiettivo generale di WinCF è quello di fornire una configurazione sperimentale in grado di simulare l'ambiente di un bronchiolo polmonare pieno di muco. Ciò consentirà un sistema tracciato per studiare patogeni microbici delle malattie polmonari con un fenotipo di ipersecrezione del muco, tra cui la fibrosi cistica (CF), la malattia polmonare cronica ostruttiva (COPD), l'asma e altri. La procedura è stata progettata appositamente per lo studio del CF, caratterizzato da mutazioni che causano la secrezione polmonare divenuta spessa e difficile da eliminare, ....

Protocollo

1. Preparazione delle scorte per i mezzi di sputum artificiali

1. Crea una soluzione al 5% di mucina. Aggiungere 1,0 g di mucina dello stomaco di suino disidratato a 20 ml di acqua deionizzata. Autoclave la soluzione risultante.
   NOTA: la sterilizzazione della mucina distruggerà la sua struttura inerente; Altri metodi per sterilizzare la mucina nella sua forma asciutta includono sterilizzazione UV e irraggiamento. Questi metodi non sono stati ampiamente utilizzati per il sistema WinCF tuttavia.
2. Aggiungere 2,2 g di KCl a 50 ml di acqua deionizzata e permettere la dissoluzione. Aggiungere 5,0 g di NaCl a 50 ml di acqua deionizzata e permettere l....

Risultati

crescita microbiologica attraverso le diverse condizioni chimiche indotte nei campioni variato drammaticamente in alcuni casi e più sottile in altri. Molti cambiamenti nell'attività erano a carattere visivo, essendo facilmente evidente non appena il periodo di incubazione è conclusa. Nell'esempio di manipolazione pH, i campioni attraverso lo spettro pH varia notevolmente come dimostrato da diversi fattori che sono diventate evidenti dopo incubazione. Quando non campioni di espett.......

Discussione

Il trucco microbiologica di un polmone con CF contiene una grande varietà di organismi, ma le condizioni all'interno del polmone probabilmente un'influenza significativa su quali tipi di microbi possono sopravvivere e prosperare ^{13, 15.} specifici meccanismi attraverso i quali queste condizioni cambiano e gli effetti precisi che hanno sul microbioma polmone sono in genere poco chiaro al momento. In questo metodo sperimentale, presentiamo un'analisi de.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Tubi capillari con codice colore	Fisher Scientific	22-260943
Composto sigillante per tubi Cha-seal	Kimble-Chase	43510
Mucina dallo stomaco suino	Sigma	M1778
Ferritina, cationizzata dalla milza di cavallo	Sigma	F7879
Sperma di salmone DNA Sale sodico (sonificato)	AppliChem Panreac	A2159
Aminoacidi non essenziali MEM	Corning cellgro	25-025-CI
Aminoacidi MEM	Cellgro	25-030-CI
Emulsione di tuorlo d'uovo, 50%	Dalynn Biologicals	VE30-100
Cloruro di potassio	Fisher Scientific	P2157500
Cloruro di sodio	Fisher Scientific	S271500
Provette da 15 mL per centrifuga con graduazione stampata e tappi piatti	VWR	89039-666
Provette per centrifuga da 50 mL con graduazione stampata e tappi piatti	VWR	89039-656
Provette per microcentrifuga da 1,5 mL	Corning	MCT-150-R
Provette per microcentrifuga da 2,0 mL	Corning	MCT-200-C