Name: Sviluppo di un modello di biofilm di colonia polimicrobica per testare gli antimicrobici nella fibrosi cistica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 16 s
Description: Scopri un modello di biofilm polimicrobico per testare antimicrobici nella fibrosi cistica usando Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Candida albicans. Questo metodo migliora il throughput e la rilevanza clinica.

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<meta charset="utf8"></head><body>Modello CF adattabile per test antimicrobici e analisi della dinamica microbica

<ol><li>2021 Cf foundation patient registry highlights report. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://cysticfibrosis.msu.edu/index.php/welcome/news-and-events/39-2021-cf-foundation-patient-registry-highlights-report">https://cysticfibrosis.msu.edu/index.php/welcome/news-and-events/39-2021-cf-foundation-patient-registry-highlights-report</a> (2022).</li>
<li>Guo, J., Garratt, A., Hill, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Worldwide+rates+of+diagnosis+and+effective+treatment+for+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Worldwide rates of diagnosis and effective treatment for cystic fibrosis.</a> J Cyst Fibros. 21 (3), 456-462 (2022).</li>
<li>Mandal, V., Ghosh, N. N., Mitra, P. K., Mandal, S., Mandal, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+and+characterization+of+a+broad-spectrum+antimicrobial+5-butyl-2-pyridine+carboxylic+acid+from+Aspergillus+fumigatus+nhf-01%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Production and characterization of a broad-spectrum antimicrobial 5-butyl-2-pyridine carboxylic acid from Aspergillus fumigatus nhf-01.</a> Sci Rep. 12 (1), 6006(2022).</li>
<li>Françoise, A., Héry-Arnaud, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microbiome+in+cystic+fibrosis+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Genes%22%5BJournal%5D)">The microbiome in cystic fibrosis pulmonary disease.</a> Genes. 11 (5), 536(2020).</li>
<li>Grasemann, H., Ratjen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22New+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis.</a> New Engl J Med. 389 (18), 1693-1707 (2023).</li>
<li>Camus, L., Vandenesch, F., Moreau, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+genotype+to+phenotype%3A+Adaptations+of+pseudomonas+aeruginosa+to+the+cystic+fibrosis+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Microb+Genom%22%5BJournal%5D)">From genotype to phenotype: Adaptations of pseudomonas aeruginosa to the cystic fibrosis environment.</a> Microb Genom. 7 (3), mgen000513(2021).</li>
<li>Rossi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa+adaptation+and+evolution+in+patients+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa adaptation and evolution in patients with cystic fibrosis.</a> Nat Rev Microbiol. 19 (5), 331-342 (2021).</li>
<li>Flemming, H. -C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biofilm+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The biofilm matrix.</a> Nat Rev Microbiol. 8 (9), 623-633 (2010).</li>
<li>Grainha, T., Jorge, P., Alves, D., Lopes, S. P., Pereira, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unraveling+pseudomonas+aeruginosa+and+candida+albicans+communication+in+coinfection+scenarios%3A+Insights+through+network+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Infect+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Unraveling pseudomonas aeruginosa and candida albicans communication in coinfection scenarios: Insights through network analysis.</a> Front Cell Infect Microbiol. 10, 550505(2020).</li>
<li>Flemming, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilms%3A+An+emergent+form+of+bacterial+life%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Biofilms: An emergent form of bacterial life.</a> Nat Rev Microbiol. 14 (9), 563-575 (2016).</li>
<li>Høiby, N., Bjarnsholt, T., Givskov, M., Molin, S., Ciofu, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibiotic+resistance+of+bacterial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Antimicrob+Agents%22%5BJournal%5D)">Antibiotic resistance of bacterial biofilms.</a> Int J Antimicrob Agents. 35 (4), 322-332 (2010).</li>
<li>Lorusso, A. B., Carrara, J. A., Barroso, C. D. N., Tuon, F. F., Faoro, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+efflux+pumps+on+antimicrobial+resistance+in+Pseudomonas+aeruginosa%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Role of efflux pumps on antimicrobial resistance in Pseudomonas aeruginosa.</a> Int J Mol Sci. 23 (24), 15779(2022).</li>
<li>Michaelis, C., Grohmann, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Horizontal+gene+transfer+of+antibiotic+resistance+genes+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Antibiotics+.%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Horizontal gene transfer of antibiotic resistance genes in biofilms.</a> Antibiotics .(Basel). 12 (2), 328(2023).</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>König, J., Schreiber, R., Voelcker, T., Mall, M., Kunzelmann, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cystic+fibrosis+transmembrane+conductance+regulator+%28CFTR%29+inhibits+ENaC+through+an+increase+in+the+intracellular+Cl-+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Reps%22%5BJournal%5D)">The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) inhibits ENaC through an increase in the intracellular Cl- concentration.</a> EMBO Reps. 2 (11), 1047-1051 (2001).</li>
<li>Palmer, K. L., Mashburn, L. M., Singh, P. K., Whiteley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis+sputum+supports+growth+and+cues+key+aspects+of+Pseudomonas+aeruginosa+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis sputum supports growth and cues key aspects of Pseudomonas aeruginosa physiology.</a> J Bacteriol. 187 (15), 5267-5277 (2005).</li>
<li>Valenza, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+and+antimicrobial+susceptibility+of+microorganisms+isolated+from+sputa+of+patients+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Prevalence and antimicrobial susceptibility of microorganisms isolated from sputa of patients with cystic fibrosis.</a> J Cyst Fibros. 7 (2), 123-127 (2008).</li>
<li>Alam, F., Catlow, D., Di Maio, A., Blair, J. M. A., Hall, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+enhances+meropenem+tolerance+of+Pseudomonas+aeruginosa+in+a+dual-species+biofilm%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antimicrob+Chemother%22%5BJournal%5D)">Candida albicans enhances meropenem tolerance of Pseudomonas aeruginosa in a dual-species biofilm.</a> J Antimicrob Chemother. 75 (4), 925-935 (2020).</li>
<li>Burmølle, M., Ren, D., Bjarnsholt, T., Sørensen, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+in+multispecies+biofilms%3A+Do+they+actually+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Interactions in multispecies biofilms: Do they actually matter.</a> Trends Microbiol. 22 (2), 84-91 (2014).</li>
<li>Lories, B., Belpaire, T. E. R., Smeets, B., Steenackers, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Competition+quenching+strategies+reduce+antibiotic+tolerance+in+polymicrobial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Biofilms+Microbiomes%22%5BJournal%5D)">Competition quenching strategies reduce antibiotic tolerance in polymicrobial biofilms.</a> NPJ Biofilms Microbiomes. 10 (1), 23(2024).</li>
<li>Nabb, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymicrobial+interactions+induce+multidrug+tolerance+in+Staphylococcus+aureus+through+energy+depletion%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Polymicrobial interactions induce multidrug tolerance in Staphylococcus aureus through energy depletion.</a> Front Microbiol. 10, 2803(2019).</li>
<li>Cornforth, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa+transcriptome+during+human+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa transcriptome during human infection.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 115 (22), E5125-E5134 (2018).</li>
<li>Wolter, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+small-colony+variants+are+independently+associated+with+worse+lung+disease+in+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Infect+Dis%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus small-colony variants are independently associated with worse lung disease in children with cystic fibrosis.</a> Clin Infect Dis. 57 (3), 384-391 (2013).</li>
<li>Takagi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mucin+o-glycans+are+natural+inhibitors+of+Candida+albicans+pathogenicity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem+Biol%22%5BJournal%5D)">Mucin o-glycans are natural inhibitors of Candida albicans pathogenicity.</a> Nat Chem Biol. 18 (7), 762-773 (2022).</li>
<li>Cinical and Laboratory Standard Institute. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Methods+for+dilution+susceptibility+tests+for+bacteria+that+grow+aerobically%22">Methods for dilution susceptibility tests for bacteria that grow aerobically</a>. 35 Tenth Edition, (2), (2015).</li>
<li>Roberts, A. E., Kragh, K. N., Bjarnsholt, T., Diggle, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+limitations+of+in+vitro+experimentation+in+understanding+biofilms+and+chronic+infection%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">The limitations of in vitro experimentation in understanding biofilms and chronic infection.</a> J Mol Biol. 427 (23), 3646-3661 (2015).</li>
<li>Macia, M. D., Rojo-Molinero, E., Oliver, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+susceptibility+testing+in+biofilm-growing+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Microbiol+Infect%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial susceptibility testing in biofilm-growing bacteria.</a> Clin Microbiol Infect. 20 (10), 981-990 (2014).</li>
<li>Coenye, T., Goeres, D., Van Bambeke, F., Bjarnsholt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Should+standardized+susceptibility+testing+for+microbial+biofilms+be+introduced+in+clinical+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Microbiol+Infect%22%5BJournal%5D)">Should standardized susceptibility testing for microbial biofilms be introduced in clinical practice.</a> Clin Microbiol Infect. 24 (6), 570-572 (2018).</li>
<li>Turner, K. H., Wessel, A. K., Palmer, G. C., Murray, J. L., Whiteley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Essential+genome+of+Pseudomonas+aeruginosa+in+cystic+fibrosis+sputum%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Essential genome of Pseudomonas aeruginosa in cystic fibrosis sputum.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (13), 4110-4115 (2015).</li>
<li>Miles, A. A., Misra, S. S., Irwin, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+estimation+of+the+bactericidal+power+of+the+blood%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hyg%22%5BJournal%5D)">The estimation of the bactericidal power of the blood.</a> J Hyg. 38 (6), 732-749 (1938).</li>
<li>Robertson, S. N., Romero, M., Fenn, S., Kohler Riedi, P. L., Cámara, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development%2C+characterization%2C+and+evaluation+of+a+simple+polymicrobial+colony+biofilm+model+for+testing+of+antimicrobial+wound+dressings%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Development, characterization, and evaluation of a simple polymicrobial colony biofilm model for testing of antimicrobial wound dressings.</a> J Appl Microbiol. 135 (3), lxae042(2024).</li>
<li>Rumpf, C., Lange, J., Schwartbeck, B., Kahl, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+and+cystic+fibrosis-a+close+relationship.+What+can+we+learn+from+sequencing+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus and cystic fibrosis-a close relationship. What can we learn from sequencing studies.</a> Pathogens. 10 (9), 1177(2021).</li>
<li>Tay, W. H., Chong, K. K. L., Kline, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymicrobial-host+interactions+during+infection%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Polymicrobial-host interactions during infection.</a> J Mol Biol. 428 (17), 3355-3371 (2016).</li>
<li>Orazi, G., O'toole, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%26%2334%3BIt+takes+a+village%26%2334%3B%3A+Mechanisms+underlying+antimicrobial+recalcitrance+of+polymicrobial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">&#34;It takes a village&#34;: Mechanisms underlying antimicrobial recalcitrance of polymicrobial biofilms.</a> J Bacteriol. 202 (1), e00530-e00519 (2019).</li>
<li>Arjes, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+biofilm+colony+growth+supports+a+mutualism+involving+matrix+and+nutrient+sharing%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional biofilm colony growth supports a mutualism involving matrix and nutrient sharing.</a> eLife. 10, e64145(2021).</li>
<li>Kasza, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ciprofloxacin+poly%28%CE%B2-amino+ester%29+conjugates+enhance+antibiofilm+activity+and+slow+the+development+of+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Interf%22%5BJournal%5D)">Ciprofloxacin poly(β-amino ester) conjugates enhance antibiofilm activity and slow the development of resistance.</a> ACS Appl Mater Interf. 16 (5), 5412-5425 (2024).</li>
<li>Martin, I., Waters, V., Grasemann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approaches+to+targeting+bacterial+biofilms+in+cystic+fibrosis+airways%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Approaches to targeting bacterial biofilms in cystic fibrosis airways.</a> Int J Mol Sci. 22 (4), 2155(2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1 &micro; L anse di inoculazione&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>13 mm 0,2 & micro; m Dischi in policarbonato con dimensione dei pori&nbsp;</td><td>Isoporo&nbsp;</td><td>GTTP01300</td><td>Sono disponibili anche dischi più grandi.</td></tr><tr><td>Provette rinforzate da 2 mL&nbsp;</td><td>Thermofisher&nbsp;</td><td></td><td></td>15545809</tr><tr><td>2,5 ml di perle di ceramica&nbsp;</td><td>Qiagen</td><td>13114-325</td><td></td></tr><tr><td>Bottiglia Duran in vetro borosilicato da 500 ml</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>Z305197</td><td>sono desiderate bottiglie più grandi disponibili in volumi maggiori</td></tr><tr><td>piastre di coltura a 6 pozzetti</td><td>Greiner</td><td>657165</td><td></td></tr><tr><td>7 mL Bijou</td><td>Thermofisher&nbsp;</td><td>129B</td><td></td></tr><tr><td>Piastre a 96 pozzetti</td><td>Thermofisher&nbsp;</td><td>167008</td><td>per diluizioni seriali in test CFU Piastre</td></tr><tr><td>di agar per la preparazione di piastre di P. aerugnisa, S. aureus, e C. albicans</td><td></td><td></td><td>LB miller per P. aeruginosa e S. aureus e Sabouraud destrosio agar&nbsp; per C. albicans&nbsp; </td></tr><tr><td>Frusta per microsfere - adatto per provette da 2 mL</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td>15515799</td><td>Thermofisher mulino a perle 24</td></tr><tr><td>centrifuga da banco</td><td></td><td></td><td>deve essere in grado di almeno 8000 x g</td></tr><tr><td>Piastre a 96 pozzetti a fondo chiaro nero</td><td>Costar&nbsp;</td><td>3603</td><td></td></tr><tr><td>Bruciatore Bunsen&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Contenitori per lo smaltimento di attrezzature e materiali contaminati secondo le norme di salute e sicurezza degli istituti.</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>acqua deionizzata&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>eDNA&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>31149</td><td></td></tr><tr><td>Unità filtrante&nbsp;</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td>FB12566504</td><td>Intercambiabile a seconda della pompa per vuoto utilizzata ma deve avere una dimensione dei pori di 0,2 & micro; m</td></tr><tr><td>Emocitometro e vetrino coprioggetti</td><td>Hawksley&nbsp;</td>Gli emocitometri <td>HC001</td><td>possono differire per dimensioni e volume. Ricontrolla e regola i calcoli CFU di conseguenza&nbsp;</td></tr><tr><td>Brodo LB&nbsp;</td><td>ossoide&nbsp;</td><td>1.46813</td><td></td></tr><tr><td>Agar sale di mannitolo</td><td>Ossoide&nbsp;</td><td></td><td></td>CM0085B</tr><tr><td>meropenem</td><td>abcr</td><td>Ab243429</td><td></td></tr><tr><td>Mucina da stomaco suino Tipo II</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>M2378</td><td></td></tr><tr><td>Nistatina</td><td>Milliporo&nbsp;</td><td></td><td></td>1003352658</tr><tr><td>piastre di Petri&nbsp;</td><td>SLS</td><td>SLS2000</td><td></td></tr><tr><td>Soluzione salina tamponata con fosfato&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pseudomonas isolazione agar</td><td>Millipore&nbsp;</td><td>17208</td><td></td></tr><tr><td>Sale sodico di Resazurin&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td></td><td></td>199303</tr><tr><td>Agar destrosio di Sabouraud</td><td>Ossoide&nbsp;</td><td>CM0041</td><td></td></tr><tr><td>selezione di pinze&nbsp;</td><td></td><td></td><td>pinze a punta fine e in tessuto con denti per il trasferimento di perle in ceramica,</td></tr> agitazione <tr><td>sierologica delle pipette</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>e incubatori statici.</td><td></td><td></td><td>deve essere a temperatura controllata</td></tr><tr><td>Lettore di piastre per microtitolazione Sparks</td><td>Tecan&nbsp;</td><td></td><td>Per il test della Resazurina, il lettore di piastre per microtitolazione deve avere i filtri appropriati o essere un monocromatore per la rilevazione della fluorescenza.</td></tr><tr><td>spettrofotometro</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>agar tecnico (Agar Technical No.2 )</td><td>Oxoid&nbsp;</td><td>LP0012B&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>tetraciclina</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>Reticolante UV T7660</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Spettrolina&nbsp;</td><td>11-992-89</td><td></td></tr><tr><td>pompa a vuoto/ pallone</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td></td><td></td>FB12566504</tr><tr><td>bagnomaria&nbsp;</td><td></td><td></td><td>deve essere in grado di mantenere 55 gradi C</td></tr><tr><td>YPD brodo&nbsp;</td><td>Milliporo&nbsp;</td><td>Y1375&nbsp;</td><td>Può essere acquistato già pronto o realizzato utilizzando gli ingredienti di base</td></tr></tbody></table>

sviluppo di un modello di biofilm di colonia polimicrobica per testare gli antimicrobici nella fibrosi cistica

Development of a Polymicrobial Colony Biofilm Model to Test Antimicrobials in Cystic Fibrosis

La semplicità del modello di biofilm con interfaccia solido-aria consente lo screening di un gran numero di antimicrobici in diverse condizioni clinicamente rilevanti contemporaneamente. Questo modello consente di valutare l'efficacia degli antibiotici utilizzando la conta delle CFU e i saggi metabolici sia in biofilm mono che polimicrobici da effettuare in una settimana. A causa della natura del modello, consente anche una facile manipolazione delle condizioni ambientali, come la modifica della composizione del supporto e il posizionamento dei biofilm in condizioni di ossigeno ridotto e anaerobiche. Utilizzando questo modello, abbiamo mostrato cambiamenti nella tolleranza a due antibiotici comunemente usati nella pwCF tra P. aeruginosa coltivata in biofilm monospecie e polimicrobici (Figura 1). Oltre a ciò, siamo stati in grado di determinare in che modo il trattamento antimicrobico può influire sulle dinamiche della popolazione all'interno dei biofilm polimicrobici (Figura 2).
Per eseguire questi esperimenti, l'inoculo iniziale è stato preparato come specificato nel protocollo di cui sopra, portando alla formazione di biofilm stabili monospecie e polimicrobici con CFU/mL riproducibili e piccole deviazioni standard determinate da ANOVA a una o due vie. Questo modello ha anche evidenziato una crescita costante e un recupero di UFC, oltre a consentire la possibilità di combinare queste tecniche di microbiologia classica con altre tecniche non eseguite in questo studio senza la necessità di elaborazioni sofisticate. Questi includono l'imaging come vivo/morto, la visualizzazione matriciale e l'analisi molecolare, che altri modelli tridimensionali non sono in grado di offrire in modo così accessibile (Figura 1)31. Va notato che la deviazione standard attesa per CFU/mL aumenta quando i dati vengono visualizzati come percentuale di sopravvivenza rispetto a CFU/mL (Figura 1). Confrontando l'efficacia del trattamento antibiotico tra monospecie e biofilm polimicrobici, c'è stato un aumento significativo di tutte le concentrazioni di antibiotici necessarie per raggiungere il 50% di uccisione. È stato necessario un aumento di 2 log della concentrazione di antibiotici per raggiungere questo livello di uccisione per meropenem e tobramicina (Figura 1). C'è stato anche un aumento complessivo della sopravvivenza di P. aeruginosa in presenza di S. aureus e C. albicans nel biofilm polimicrobico quando trattato con 64 μg/mL di tobramicina, mentre il contrario era vero per il meropenem.
Il metodo utilizzato per determinare l'attività metabolica misura l'attività complessiva dell'intero biofilm polimicrobico senza essere in grado di distinguere il contributo individuale di ciascuna specie. Per questo motivo, solo i cambiamenti metabolici delle monospecie hanno dimostrato l'uso di saggi di attività metabolica per questo modello. Per i biofilm monospecie c'era una forte relazione tra la sopravvivenza di P. aeruginosa e l'attività metabolica sia per meropenem che per tobramicina (Figura 2). L'utilizzo dell'attività metabolica e della conta delle CFU dagli stessi campioni consente di identificare facilmente gli effetti batteriostatici e battericidi. Per i biofilm polimicrobici, la determinazione dell'attività metabolica può indicare come il targeting di una specie possa indurre un aumento complessivo dell'attività metabolica del biofilm e, quindi, potenzialmente aumentare la crescita microbica di altre specie.
Sebbene le CFU siano il gold standard per i test di sensibilità antimicrobica, nei biofilm polimicrobici consentono anche la valutazione della composizione delle specie all'interno del biofilm. Trattando P. aeruginosa in biofilm polimicrobici, non solo siamo in grado di mostrare l'aumento di MBEC50 per questo organismo, ma anche di stabilire l'effetto che questo ha sulle altre specie co-isolate (Figura 3). Questo è, ad esempio, visto con il meropenem (antipseudomonale), dove la riduzione di P. aeruginosa è accompagnata da un aumento di S. aureus e C. albicans CFU, con il risultato che S. aureus diventa l'organismo più diffuso dopo l'esposizione a determinate concentrazioni di antibiotici (Figura 3A). Ciò evidenzia l'importanza di considerare la natura polimicrobica del biofilm a causa del potenziale aumento delle dimensioni della popolazione di altre specie patogene nel trattamento di un particolare patogeno.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig01.jpg"> 
Figura 1: Variazione della tolleranza antimicrobica di P. aeruginosa a meropenem e tobramicina tra biofilm mono e polimicrobici cresciuti nel modello di interfaccia solido-aria. P. aeruginosa PAO1 coltivato in biofilm mono o polimicrobici con S. aureus e C. albicans è stato stabilito utilizzando i modelli di interfaccia solido-aria per 24 ore su SCFM2. I biofilm sono stati trattati con un intervallo di concentrazioni di (A) meropenem o (B) tobramicina da 0,125 μg/mL a 64 μg/mL insieme a un controllo senza antibiotici. È stato determinato il CFU/mL di ciascun biofilm. P. aeruginosa Le CFU sono state determinate in PIA e convertite in percentuale di sopravvivenza utilizzando il controllo negativo come sopravvivenza del 100%. Le barre di errore denotano la deviazione standard e ogni punto dati è derivato da 3 ripetizioni biologiche, ciascuna con tre ripetizioni tecniche. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig02.jpg"> 
Figura 2: Variazione dell'attività metabolica dei biofilm di P. aeruginosa in presenza di meropenem o tobramicina cresciuti nel modello di interfaccia solido-aria. P. aeruginosa I biofilm di PAO1 sono stati coltivati su SCFM2 nel modello di interfaccia solido-aria e sono state aggiunte un intervallo di concentrazioni di (A) meropenem o (B) tobramicina da 0,125 μg/mL a 64 μg/mL insieme a un controllo senza antibiotici. La lastra è stata letta in fluorescenza ad un'eccitazione di 540 nm e un'emissione di 590 nm ogni 30 minuti. La percentuale di attività metabolica è stata calcolata determinando la percentuale di questa attività su ciascun campione trattato con antibiotici rispetto al controllo senza antibiotici. Le barre di errore denotano la deviazione standard e ogni punto dati è derivato da 3 ripetizioni biologiche, ciascuna con tre ripetizioni tecniche. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig03.jpg"> 
Figura 3: Impatto sulla conta totale delle CFU di P. aeruginosa, S. aureus e C. albicans recuperate dal modello di interfaccia polimicrobica solido-aria dopo trattamento antimicrobico. S. aureus e C. albicans sono stati coltivati su SCFM2 sul modello di interfaccia solid-air. È stato aggiunto P. aeruginosa e un intervallo compreso tra 0,125 μg/mL e 64 μg/mL di concentrazioni di (A) meropenem o (B) tobramicina sono state aggiunte ai biofilm insieme a un controllo senza antibiotici. È stato determinato il CFU/mL di ciascun biofilm. Le barre di errore denotano la deviazione standard e ogni punto dati è stato derivato da 3 ripetizioni biologiche, ciascuna con tre ripetizioni tecniche. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Figura supplementare 1: Definizione e flusso di lavoro del modello di interfaccia solido-aria. Rappresentazione grafica della creazione del modello di interfaccia solido-aria, della disgregazione del biofilm e dei risultati. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/Supplementary%20figure%201.zip" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a>

Sviluppo di un modello di biofilm di colonia polimicrobica per testare gli antimicrobici nella fibrosi cistica

A range of bacteria biofilm models exist for the testing of antibiotics. However, many of these are limited to a single experimental output, such as ...

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