여기에서는 결 핵균의 약물 감수성 및 상호 작용 프로파일을 평가하기 위한 레사주린 마이크로타이터 분석(REMA) 및 바둑판 변형을 시각화하고 표준화하는 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 시험 관 내에서 치료 요법에 사용할 약물 조합을 최적화하고 다제내성 결핵을 퇴치하기 위한 통찰력을 제공합니다.
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방법 논문
여기에서는 결 핵균의 약물 감수성 및 상호 작용 프로파일을 평가하기 위한 레사주린 마이크로타이터 분석(REMA) 및 바둑판 변형을 시각화하고 표준화하는 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 시험 관 내에서 치료 요법에 사용할 약물 조합을 최적화하고 다제내성 결핵을 퇴치하기 위한 통찰력을 제공합니다.
다제내성 결핵(MDR-TB)의 출현으로 인해 효과적인 치료를 안내하기 위해 신속하고 정확한 약물 감수성 검사(DST) 방법이 필요합니다. 본 연구에서는 최소 억제 농도(MIC)를 결정하고 결핵균 에 대한 항결핵제의 약물-약물 상호작용을 평가하기 위해 레사주린 마이크로타이터 분석법(REMA)과 체커보드 분석을 결합한 방법론을 소개합니다. 96웰 형식으로 조정된 REMA는 대사 활성 결핵균 에 의한 레사주린 염료의 감소를 약물 감수성의 시각적 지표로 활용합니다. 다양한 농도의 항결핵제를 M . tuberculosis 분리주에 대해 테스트하고 MIC를 결정하기 위해 색상 변화를 관찰합니다. 그 후, 약물 조합 간의 잠재적인 시너지 효과, 부가적 또는 길항 효과를 평가하기 위해 바둑판 분석이 사용됩니다. 이 간단하고 저렴한 방법은 7일 이내에 결과를 얻을 수 있어 기존 DST 방법에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 이 방법은 결핵균 분리주의 DST에 대한 귀중한 통찰력을 제공하고 다제내성 결핵에 대한 치료 결과 개선을 위한 유망한 약물 조합의 식별을 용이하게 합니다.
결핵균(Mycobacterium tuberculosis)에 의해 발생하는 결핵(TB)은 약물 내성 균주의 출현으로 악화되는 강력한 글로벌 건강 문제로 남아 있습니다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 2023년에는 약 1,060만 건의 새로운 결핵 사례와 130만 명의 사망자가 발생하여 보다 효과적인 진단 및 치료 전략이 시급히 필요하다는 점을 강조했습니다1. 다제내성 결핵(MDR-TB) 및 광범위 약물 내성 결핵(XDR-TB)은 현재 치료 요법의 복잡성, 독성 및 연장된 기간으로 인해 질병 통제에 큰 어려움을 제기합니다 2,3.
결핵균의 독특한 생화학적 경로를 표적으로 하는 베다퀼린 및 델라마니드와 같은 새로운 항결핵제의 최근 도입은 결핵 관리의 획기적인 발전을 나타냅니다 4,5. 이 약물은 WHO가 승인한 더 길고 짧은 다제내성 결핵 요법의 일부로 주로 플루오로퀴놀론 및 리팜피신 내성 결핵 사례에 사용하도록 승인되었습니다 6,7. 그러나 최적의 약물 조합 및 투여 요법의 결정, 특히 이러한 제제가 확립된 치료법과 함께 사용되는 경우 여전히 중요한 조사 영역으로 남아 있습니다 8,9. 약물 감수성 테스트(DST)에 대한 현재 방법은 신뢰할 수 있지만 종종 시간 집약적이고 자원 집약적이며 임상 또는 연구 환경에서 복잡한 약물 조합을 평가하는 데 비실용적입니다10. 이는 결핵균에서 약물 효능과 상호작용 프로파일을 모두 평가할 수 있는 간단하고 확장 가능한 표현형 분석의 필요성을 강조합니다.
이러한 표현형 접근법 중에서 레사주린 마이크로타이터 분석(REMA)은 약물 감수성을 평가하기 위해 널리 받아들여지는 전통적인 방법으로 부상했습니다. 이 분석은 대사 활성 박테리아에 의해 파란색 레사주린 염료를 분홍색 레소루핀으로 환원시키는 것을 기반으로 하며, 세포 생존력의 시각적 지표 역할을 합니다. Palomino et al. 200211, 박테리아 성장을 평가하기 위해 레사주린을 사용하는 원리는 Pital et al.12의 연구로 거슬러 올라갑니다. 지난 20년 동안 REMA 방법은 광범위하게 검증되어 마이코박테리아 연구 및 진단 테스트를 위한 표준 운영 절차에 통합되었습니다 13,14,15.
REMA를 보완하는 Caleffi-Ferracioli 등이 도입한 바와 같은 바둑판 분석은 동일한 레사주린 기반 판독값을 사용하여 미세 희석 형식으로 2-약물 상호작용 연구를 가능하게 함으로써 REMA의 유용성을 확장합니다16. 원칙적으로는 유망하지만 이 방법은 일상적인 진단 분석보다는 초기 전임상 평가 중에 잠재적인 시너지 또는 길항 약물 조합을 스크리닝하는 데 주로 유용한 연구 도구로 남아 있습니다.
이 원고는 REMA 또는 그 바둑판 변형을 새로운 방법으로 제시하지 않습니다. 오히려 이 연구의 목표는 이전 연구에서 설명되고 성공적으로 적용된 MIC 결정 및 약물 상호작용 테스트를 위한 유용하고 검증된 방법론을 시각적으로 표현하는 것입니다. 우리는 접종물 준비, 약물 적정, 플레이트 레이아웃, MIC 해석 및 바둑판 상호 작용 분석에 대한 자세한 지침과 함께 단계별 프로토콜을 제공합니다. 이 원고는 결핵 약물 개발 및 실험 약리학에서 REMA 및 바둑판 분석의 보다 광범위하고 일관된 사용을 지원하는 것을 목표로 합니다.
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참고: 예제 실험에 사용된 화학 물질 및 재료는 재료 표 파일에서 사용할 수 있습니다.
1. 7H9-S 배지 준비
2. M.tuberculosis 접종물 준비
3. 항생제의 준비 및 보관
4. 레사주린 용액의 제조 및 보관
5. REMA 플레이트 준비
참고: REMA 96웰 마이크로타이터 플레이트 설정에 대한 시각적 가이드는 그림 1 을 참조하십시오. 96웰 플레이트는 6개의 2배 희석으로 각 약물에 대해 이중으로 약물 분석을 실행할 수 있는 충분한 공간을 제공합니다.
6. REMA 바둑판 적정 분석
참고: 약물 조합(예: BDQ 및 DEL)에 대한 REMA 바둑판 적정 분석 템플릿에 대한 시각적 가이드는 그림 2A, B 를 참조하십시오.
7. 결과의 인큐베이션 및 해석
8. 분획 억제 농도(FIC) 지수 계산
참고: 분획 억제 농도(FIC) 지수는 두 약물 간의 상호 작용(시너지 효과, 길항 또는 무관심)을 결정하는 데 도움이 됩니다. 바둑판 분석에서 얻은 MIC 값을 기반으로 계산됩니다.
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REMA 분석에 의한 항결핵제의 MIC 결정
Bedaquiline, Delamanid, Moxifloxacin 및 Isoniazid의 활성은 약물 민감성 H37RV 및 M. tuberculosis의 약물 내성 임상 분리주에 대해 REMA를 사용하여 평가되었습니다. Bedaquiline, Delamanid 및 Isoniazid는 (1 μg/mL 내지 0.03 μg/mL) 범위에서 사용되었고 Moxifloxacin은 (2 μg/mL 내지 0.06 μg/mL) 범위에서 사용되었다. 그런 다음 M. tuberculosis 및 H37Rv의 약물 내성 임상 분리주의 박테리아 현탁액을 접종하고 다양한 약물 농도의 존재 하에서 7일 동안 배양했습니다.
박테리아 성장의 생존력은 농도 의존적 방식으로 현저하게 억제되었으며, 약물 민감성 H37RV 및 M. tuberculosis의 약물 내성 임상 분리주에 대한 베다...
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약물내성 결핵(DR-TB)이 제기하는 세계적인 위협은 시급한 문제가 되었습니다 1,19. 이로 인해 약물 감수성 검사(DST), 특히 2차 및 최신 항결핵 약물에 대한 개선되고 신속한 방법을 개발해야 할 시급한 필요성이 생겼습니다. 이러한 방법은 치료 전략을 강화하고, 항결핵제를 효과적으로 관리하며, 질병 진행 및 추가 내성 위험을 줄이는 데 필수적입니다20. 약물 감수성과 상호 작용 프로필을 모두 평가하는 방법은 이러한 맥락에서 상당한 이점을 제공하여 치료 결과를 개선하고 보다 효과적인 결핵 통제 전략을 지원할 것입니다.
산화환원에 민감한 염료인 Resazurin은 대사 활동의 지표로 박테리아 생존력 분석에 광범위하게 사용됩니다21
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 뚜껑이 있는 250mL 정사각형 병 | 쇼트 듀란 | 218203655 | 미디어 준비 |
| 7H9 국물 | 벡턴 디킨슨 | 271310 | 결핵균 성장 배지 (실온) |
| 뚜껑이 있는 96웰 플레이트 | 코 닝 | 3596 | 96웰 투명 평평한 바닥 폴리스티렌 TC 처리 마이크로플레이트, 개별 포장, 뚜껑 포함, 멸균(실온) |
| ART-팁(1000 & L) | 타슨스 | 528106 | 소수성 폴리에틸렌 필터 폴리프로필렌 랙형 필터 팁-멸균(실온) |
| ART-팁(200 & L) | 타슨스 | 528104 | 소수성 폴리에틸렌 필터 폴리프로필렌 랙형 필터 팁-멸균(실온) |
| 염화바륨 이수화물 | 머 크 | 217565 | McFarland 표준 준비(실온) |
| 베다퀼린(BDQ) | 잰센과 잰센 | Jansen과 Jansen의 선물 | 항결핵제(4 &g; C) |
| 카시톤 | 벡턴 디킨슨 | 225930 | 세균 배양 보충제(실온기) |
| 델라마니드(DEL) | 오츠카 제약 | 오츠카 제약의 선물 | 항결핵제(4 &g; C) |
| 디메틸 설폭사이드 | 시그마-알드리치 | 67-68-5 | 약물 스톡 준비(실온) |
| 필터 0.2 & mu; m | 밀리포어 | SLGVR33RS | 0.22 &무; m PVDF, 일회용, 멸균 주사기 필터(실내 온도) |
| 글리세롤 | 머 크 | 356350 | 배양 배지에 첨가(실온기) |
| 접종 루프 | 시그마-알드리치 | I8263 | 배양 현탁액 준비용(실온기) |
| 이소니아지드(INH) | 시그마-알드리치 | I3377-5G | 항결핵제(4 &g; C) |
| LJ 미디엄 슬랜트 | BD 마이코박토셀 | 221414 | M. tuberculosis에 대한 성장 배지(4 ° C) |
| McCartney Bijou 좁은 입 병, 14 mL | 슈퍼텍 | 12.124.0014 | 배양 현탁액 준비용(실온기) |
| McCartney Bijou 좁은 입 병, 7 mL | 슈퍼텍 | 12.124.0007 | 배양 현탁액 준비용(실온기) |
| 마이크로피펫(1000 & L) | 길슨 | F144059M | 정밀한 액체 취급용(실온기) |
| 마이크로피펫(200 & L) | 길슨 | FA10005M | 정밀한 액체 취급용(실온기) |
| 목시플록사신(MOX) | 시그마-알드리치 | SML1581-50MG | 항결핵제(4 &g; C) |
| 다중 채널 피펫(20– 200 & 무; L) | VWR | 849070024 | 웰을 가로지르는 동시 피펫팅용 |
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| 레사주린 나트륨염 | 시그마-알드리치 | 62758-13-8 | REMA 분석용 산화환원 지표(실온기) |
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