Name: Una analitica Tool-box per la valutazione completa biochimici, strutturali e trascrittoma di biofilm orale mediata da Mutans Streptococchi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-01-25T17:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 9 s
Description: Scopri un toolbox analitico per studiare biofilm orali di Streptococcus mutans mediante imaging confocale e software dedicato. Questo metodo integrato consente l'analisi strutturale e trascrittomica per la ricerca in salute orale.

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Gli autori desiderano ringraziare il Dr. Gary Xie e Herbert Lee per lo sviluppo del MDV. Ringraziamo anche Drs. Simone Duarte, Ramiro Murata, Jae-Gyu Jeon, Abranches Jacqueline, e la signora Stacy Gregoire per il loro contributo tecnico e scientifico per le componenti analitiche dello strumento-box. Questo studio è stato sostenuto in parte da USPHS ricerca concedere DE018023 dal National Institute of Dental Research e craniofacciale.

<ol><li>Costerton, J. W., Stewart, P. S., Greenberg, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+biofilms%3A+a+common+cause+of+persistent+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections.</a> Science. 284, 1318-1322 (1999).</li>
<li>Branda, S. S., Vik, S., Friedman, L., Kolter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilms%3A+the+matrix+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Biofilms: the matrix revisited.</a> Trends Microbiol. 13, 20-26 (2005).</li>
<li>Leme, P. aes, Koo, A. F., Bellato, H., Bedi, C. M., G, J. A. C. ury <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+sucrose+in+cariogenic+dental+biofilm+formation--new+insight%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Res%22%5BJournal%5D)">The role of sucrose in cariogenic dental biofilm formation--new insight.</a> J Dent Res. 85, 878-887 (2006).</li>
<li>Koo, H., Schobel, B. D., Scott-Annem, K., Watson, G., Bowen, W. H., Cury, J. A., Rosalen, P. L., Park, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Apigenin+and+tt-farnesol+with+fluoride+effects+on+S.+mutans+biofilms+and+dental+caries%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Res%22%5BJournal%5D)">Apigenin and tt-farnesol with fluoride effects on S. mutans biofilms and dental caries.</a> J Dent Res. 84, 1016-1020 (2005).</li>
<li>Koo, H., Xiao, J., Klein, M. I., Jeon, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exopolysaccharides+produced+by+Streptococcus+mutans+glucosyltransferases+modulate+the+establishment+of+microcolonies+within+multispecies+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Exopolysaccharides produced by Streptococcus mutans glucosyltransferases modulate the establishment of microcolonies within multispecies biofilms.</a> J Bacteriol. 192, 3024-3032 (2010).</li>
<li>Jeon, J. G., Klein, M. I., Xiao, J., Gregoire, S., Rosalen, P. L., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influences+of+naturally+occurring+agents+in+combination+with+fluoride+on+gene+expression+and+structural+organization+of+Streptococcus+mutans+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Influences of naturally occurring agents in combination with fluoride on gene expression and structural organization of Streptococcus mutans in biofilms.</a> BMC Microbiol. 9, 228-228 (2009).</li>
<li>Klein, M. I., DeBaz, L., Agidi, S., Lee, H., Xie, G., Lin, A. H. M., Hamaker, B. R., Lemos, J. A., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+Streptococcus+mutans+transcriptome+in+response+to+starch+and+sucrose+during+biofilm+development%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Dynamics of Streptococcus mutans transcriptome in response to starch and sucrose during biofilm development.</a> PLoS ONE. , 0013478-0013478 (2010).</li>
<li>Lemos, J. A., Abranches, J., Koo, H., Marquis, R. E., Burne, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocols+to+Study+the+Physiology+of+Oral+Biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Protocols to Study the Physiology of Oral Biofilms.</a> Methods Mol Biol. 666, 87-102 (2010).</li>
<li>Koo, H., Hayacibara, M. F., Schobel, B. D., Cury, J. A., Rosalen, P. L., Park, Y. K., Vacca-Smith, A. M., Bowen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+Streptococcus+mutans+biofilm+accumulation+and+polysaccharide+production+by+apigenin+and+tt-farnesol%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antimicrob+Chemother%22%5BJournal%5D)">Inhibition of Streptococcus mutans biofilm accumulation and polysaccharide production by apigenin and tt-farnesol.</a> J Antimicrob Chemother. 52, 782-789 (2003).</li>
<li>Koo, H., Seils, J., Abranches, J., Burne, R. A., Bowen, W. H., Quivey, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+apigenin+on+gtf+gene+expression+in+Streptococcus+mutans+UA159%5BTitle%5D)+AND+%22Antimicrob.+Agents+Chemother%22%5BJournal%5D)">Influence of apigenin on gtf gene expression in Streptococcus mutans UA159.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 50, 542-546 (2006).</li>
<li>Klein, M. I., Duarte, S., Xiao, J., Mitra, S., Foster, T. H., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+molecular+basis+of+the+role+of+starch+and+sucrose+in+Streptococcus+mutans+biofilm+development%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Structural and molecular basis of the role of starch and sucrose in Streptococcus mutans biofilm development.</a> Appl Environ Microbiol. 75, 837-841 (2009).</li>
<li>Cury, J. A., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+and+purification+of+total+RNA+from+Streptococcus+mutans+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Biochem%22%5BJournal%5D)">Extraction and purification of total RNA from Streptococcus mutans biofilms.</a> Anal Biochem. 365, 208-214 (2007).</li>
<li>Xiao, J., Koo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+organization+and+dynamics+of+exopolysaccharide+matrix+and+microcolonies+formation+by+Streptococcus+mutans+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Structural organization and dynamics of exopolysaccharide matrix and microcolonies formation by Streptococcus mutans in biofilms.</a> J Appl Microbiol. 108, 2103-2113 (2010).</li>
<li>Thurnheer, T., Gmür, R., Shapiro, S., Guggenheim, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+transport+of+macromolecules+within+an+in+vitro+model+of+supragingival+plaque%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Mass transport of macromolecules within an in vitro model of supragingival plaque.</a> Appl Environ Microbiol. 69, 1702-1709 (2003).</li>
<li>Chalmers, N. I., Palmer, R. J. J. r, Du-Thumm, L., Sullivan, R., Shi, W., Kolenbrander, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+quantum+dot+luminescent+probes+to+achieve+single-cell+resolution+of+human+oral+bacteria+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Use of quantum dot luminescent probes to achieve single-cell resolution of human oral bacteria in biofilms.</a> Appl Environ Microbiol. 73, 630-636 (2007).</li>
<li>Deng, D. M., Hoogenkamp, M. A., Ten Cate, J. M. >, Crielaard, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+metabolic+activity+indicator+in+Streptococcus+mutans+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microbiol+Methods%22%5BJournal%5D)">Novel metabolic activity indicator in Streptococcus mutans biofilms.</a> J Microbiol Methods. 77, 67-71 (2009).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

In questa presentazione, abbiamo dimostrato due componenti critici del analitica Tool-Box (EPS / batteri imaging e microarray data mining / elaborazione), la versatilità e l&#39;utilità dei vari metodi integrato nel sistema. Chiaramente, il tool-box facilitato l&#39;analisi completa (comparativa) e simultanea dei diversi aspetti della biochimica biofilm, l&#39;architettura e l&#39;espressione genica in risposta alle diverse condizioni sperimentali utilizzando un modello in vitro. 7 Considerando i cam...

<table><tbody><tr><td>Syto 9</td><td>Invitrogen</td><td>S34854</td><td></td></tr><tr><td>Syto 60</td><td>Invitrogen</td><td>S11342</td><td></td></tr><tr><td>Destrano coniugato con alexa 647</td><td>Invitrogen</td><td>D22914</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio a scansione laser a due fotoni Olympus FV1000</td><td>Olympus Corporation</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

una analitica tool-box per la valutazione completa biochimici, strutturali e trascrittoma di biofilm orale mediata da mutans streptococchi

An Analytical Tool-box for Comprehensive Biochemical, Structural and Transcriptome Evaluation of Oral Biofilms Mediated by Mutans Streptococci

Biofilm sono altamente dinamici, comunità organizzate e strutturate di cellule microbiche invischiato in una matrice extracellulare di densità variabile e composizione 1, 2. In generale, i biofilm si sviluppano da iniziale attaccamento microbica su una superficie seguita dalla formazione di ammassi di cellule (o microcolonie) e l&#39;ulteriore sviluppo e la stabilizzazione del microcolonie, che si verificano in una complessa matrice extracellulare. La maggior parte dei esopolisaccaridi porto matrici biofilm (EPS), e biofilm dentali non fanno eccezione, in particolare quelli associati con la malattia di carie, che sono per lo più mediati da streptococchi mutans 3. L&#39;EPS sono sintetizzati da microrganismi (S. mutans, un contributo fondamentale) per mezzo di enzimi extracellulari, come glucosyltransferases utilizzando saccarosio principalmente come substrato 3. Studi di biofilm formato sulla superficie dei denti sono particolarmente impegnativo a causa della loro esposizione costante ai problemi ambientali associati alle complesse dieta-host-microbica interazioni che avvengono nella cavità orale. Una migliore comprensione dei cambiamenti dinamici della organizzazione strutturale e la composizione della matrice, della fisiologia e trascrittoma / proteoma profilo di biofilm-cellule in risposta a queste complesse interazioni avrebbe ulteriormente avanzare le conoscenze attuali di come biofilm orale modulare patogenicità. Pertanto, abbiamo sviluppato un strumento analitico-box per facilitare l&#39;analisi biofilm a livello strutturale, biochimico e molecolare, combinando le tecniche comunemente disponibili e nuovi con misura software per l&#39;analisi dei dati. Standard di analisi (test colorimetrici, RT-qPCR e microarray) e nuove tecniche di fluorescenza (per l&#39;etichettatura simultanea di batteri e EPS) sono stati integrati con software specifico per l&#39;analisi dei dati per affrontare la complessa natura della ricerca biofilm orali. Il tool-box è composto da 4 fasi distinte ma interconnesse (Figura 1): 1) saggio biologico, 2) Raw Data Input, 3) Data Processing, e 4) Analisi dei dati. Abbiamo utilizzato il nostro modello in vitro di biofilm e alle specifiche condizioni sperimentali per dimostrare l&#39;utilità e la flessibilità dello strumento-box. Il modello di biofilm è semplice, riproducibile e più replicati di un singolo esperimento può essere fatto contemporaneamente 4, 5. Inoltre, permette la valutazione temporale, l&#39;inclusione di varie specie microbiche 5 e la valutazione degli effetti delle diverse condizioni sperimentali (trattamenti ad esempio 6; confronto di mutanti knockout vs ceppo parentale 5; carboidrati disponibilità 7). Qui, descriviamo due componenti specifiche del tool-box, tra cui (i) un nuovo software per microarray data mining / organizzazione (MDV) e l&#39;analisi di imaging di fluorescenza (DUOSTAT), e (ii) in situ EPS di etichettatura. Forniamo anche un caso sperimentale che mostra come il tool-box può aiutare con l&#39;analisi biofilm, i dati di organizzazione, integrazione e interpretazione.

Biofilm formato sulla superficie dei denti sono molto complesse ed esposte a continue sfide innata ed esogeni ambientali, che modulano la loro architettura, fisiologia e trascrittoma. Abbiamo sviluppato una serie di strumenti per esaminare la composizione, l&#39;organizzazione strutturale e di espressione genica dei biofilm orali, che possono essere adattati ad altre aree di ricerca biofilm.

Una analitica Tool-box per la valutazione completa biochimici, strutturali e trascrittoma di biofilm orale mediata da Mutans Streptococchi

I biofilm sono comunità di cellule microbiche altamente dinamiche, organizzate e strutturate, immerse in una matrice extracellulare di densità variabile e ...

I biofilm formati sulle superfici dentali sono altamente complessi e strutturati. Comunità microbiche intrappolate in una matrice extracellulare, esposte a sfide ambientali costanti. L'obiettivo generale è illustrare due componenti specifiche di un insieme di strumenti analitici progettati per facilitare studi strutturali e molecolari, tenendo conto della natura complessa dei biofilm orali, combinando una nuova tecnica di imaging a fluorescenza con un software personalizzato per l'elaborazione e l'analisi dei dati.Questo viene realizzato selezionando innanzitutto saggi specifici per l'analisi di biofilm, trascrittoma e struttura, inclusi un nuovo approccio di imaging confocale per la visualizzazione simultanea di EPS e batteri. Il secondo passaggio della procedura consiste nel raccogliere i dati grezzi dai saggi biologici. Il terzo passaggio prevede l'elaborazione dei dati grezzi mediante software specifici, inclusi il nuovo duo stat sviluppato per l'analisi di colocalizzazione.L'ultimo passaggio consiste nell'analizzare i dati del processo, inclusi l'utilizzo di software per il data mining e l'organizzazione dei dati da microarray, il visualizzatore di dati da microarray o MDV. In

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Vi presentiamo un protocollo per l'analisi strutturale e compositiva delle risorse naturali biofilm orale da apparecchi ortodontici...

Analisi biofilm orale di espansori palatali da Fluorescence In Situ-ibridazione e microscopia confocale a scansione laser

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Source: Alshehri, M. et. al., Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro. J. Vis. Exp. (2025)This video demonstrates a co-culture model using multi-species oral biofilms and human oral epithelium. It highlights epithelial immune activation and enables the downstream analysis of host-pathogen interaction.

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Viene presentato un protocollo per la quantificazione e il confronto simultaneo di tre componenti cellulari ed extracellulari all'interno di biofilm. La metodologia prevede l'uso della microscopia a scansione laser confocale, del software di analisi e visualizzazione strutturale del biofilm e del software di analisi statistica.

Quantificazione concomitante di cellulare e extracellulare componenti del biofilm

L'obiettivo di questo metodo è di descrivere l'uso di un sistema microfluidico per lo sviluppo del biofilm multispecie che contengono specie tipicamente identificate nella placca dentale sopragengivale umana. Metodi per descrivere l'architettura biofilm, la vitalità biofilm, e un approccio alla raccolta biofilm per le analisi di coltura-dipendente o indipendente dalla cultura sono evidenziati.

L&#39;uso di un high-throughput<em&gt; In Vitro</em&gt; Microfluidic sistema per sviluppare orale biofilm Multi-specie

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.

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

Cambiamenti nel microbioma orale per tutta l'infanzia sono di crescente interesse. Confronto tra diversi microbiome studi rivela una mancanza di protocolli di campionamento standardizzati. Spazio limitato rende il solco subgengivale suono dei bambini impegnativi di campionamento. Carta del punto di campionamento è presentato qui in dettaglio come il metodo di scelta per questa zona.

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Qui, presentiamo un protocollo per la valutazione di biofilm orali su materiali di titanio e ossido di zirconio per i pilastri di protesi dentarie, compresa l'analisi di attuabilità delle cellule batteriche e caratteristiche morfologiche. Un modello in situ associato con tecniche di microscopia potente viene utilizzato per l'analisi di biofilm orale.

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I prodotti naturali rappresentano punti di partenza promettenti per lo sviluppo di nuovi farmaci e agenti terapeutici. Tuttavia, a causa dell'elevata diversità chimica, trovare nuovi composti terapeutici dalle piante è un compito impegnativo e dispendioso in termini di tempo. Descriviamo un approccio semplificato per identificare molecole antimicrobiche e antibiofilm da estratti e frazioni vegetali.

Approccio sistematico per identificare nuove molecole antimicrobiche e antibiofilm dagli estratti e dalle frazioni delle piante per prevenire la carie dentale

Questo protocollo offre un flusso di lavoro modulare BSL-2 che combina saggi su biomassa cristallino-viola, cinetica a contrasto di fase in time-lapse, mappatura confocale 3D/matriciale, ultrastruttura SEM e un modulo di infezione da criceto in vivo per coltivare, quantificare, caratterizzare e indagare il ruolo funzionale del biofilm di Leptospira , consentendo la valutazione standardizzata dei mutanti e interventi anti-biofilm in laboratori.

Un flusso di lavoro modulare per l'analisi quantitativa, strutturale e funzionale dei biofilm di Leptospira

Scopri un toolbox analitico per studiare biofilm orali di Streptococcus mutans mediante imaging confocale e software dedicato. Questo metodo integrato consente l'analisi strutturale e trascrittomica per la ricerca in salute orale.

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