2012년 6월 5일
현재 진단 항균 자화율 테스트는 영양소 풍부한 호기성 조건에서 분리의 planktonic 성장에 의존하고 있습니다. 여기서는 낭성 섬유증의 폐 더 많은 대표적인 두 에어로빅과 microaerophilic 조건에서 녹농균의 biofilms의 항균 자화율 공부를 대체 인공 가래 매체를 사용합니다.
이 실험의 목적은 정의된 인공 가래 배지를 사용하여 낭포성 섬유증 폐의 만성 감염을 대표하는 조건에서 슈도모나스 에어로겐 생물막에 대한 항생제의 효능을 평가하는 것입니다. 박테리아 생물막은 24개에서 성장합니다. 음, 마이크로타이터 플레이트.
그런 다음 생물막은 항생제에 노출됩니다. 다음으로, 항생제 처리된 배양액을 셀룰라아제를 사용하여 파괴하고 생존 가능한 세포에 의해 파란색에서 분홍색으로 감소되는 대사 염료 srin으로 배양합니다. 웰의 흡광도를 측정함으로써 B-S-M-I-C의 생물막 세실 세포 최소 억제 농도를 측정하여 가까운 생리학적 조건에서 항생제 감수성을 정량화할 수 있습니다.
플랑크톤 배양을 기반으로 최소 억제 농도를 측정하는 것과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 박테리아가 가래의 모든 성분을 포함하는 특수 배지에서 성장하여 생물막 형성을 촉진한다는 것입니다. 이러한 생물막은 항생제에 훨씬 더 내성이 있습니다. 매체를 만들려면 먼저 첫 번째 병에 250ml의 멸균수가 들어있는 두 개의 병을 준비하십시오.
점차적으로 교반을 첨가 한 다음 250 밀리리터의 멸균 수에 4g의 물고기 정자, DNA를 첨가하십시오. 용액을 실온에서 저어주고 DNA가 두 번째 병에 용해되도록 합니다. 돼지 위장에서 추출한 2형 뮤신 5g을 점차적으로 첨가하고 저어줍니다.
DNA와 뮤신 용액이 준비되면 25ml의 물 또는 25ml의 0.5몰 수산화칼륨에 각각 용해되어야 하는 L 티로신과 L 시스테인을 제외한 100ml의 멸균수에 아미노산을 용해시킵니다. 다음으로, 물 100ml에 DTPA 5.9mg, 염화나트륨 5g, 염화칼륨 2.2g을 만듭니다. 1리터 병에 다양한 용액을 모두 결합한 다음 5ml의 달걀 노른자 에멀젼을 넣고 혼합물 위에 최대 850ml의 물을 붓습니다.
하나의 몰 트리스를 사용하여 pH를 6.9로 조정하고 물과 함께 최종 부피를 1리터까지 가져와 매체를 살균한 다음 진공 브랜드 ME 2 다이어프램 진공 펌프와 45mm 넥 및 0.2미크론 기공 크기의 Millipore 스테레오 상단 필터 장치를 사용하여 필터링합니다. 여과 과정은 이틀에 걸쳐 수행할 수 있습니다. A SM 매체는 섭씨 4도에서 최대 1개월 동안 보관할 수 있습니다.
먼저LB 배지에서 하룻밤 동안 슈도모나 아로사 배양액을 희석하여 OD 0.05를 얻습니다. 그런 다음 SM 배지 플레이트에서 박테리아를 1에서 100으로 추가로 희석하고, 24웰 조직 배양 플레이트의 21웰에서 희석된 박테리아 배양 웰당 1.8밀리리터를 나머지 3개의 웰에서 동일한 부피의 SM 배지를 분취하며, 이는 블랭크 음성 대조군 역할을 합니다. 24웰 플레이트를 생물막으로 고정하고 생물막이 형성될 수 있도록 대형 혐기성 항아리에 담긴 campi gen 가스 발생 팩을 사용하여 얻을 수 있는 마이크로 오류 충전 조건에 놓습니다.
75 RPM으로 설정된 셰이커에서 3일 동안 섭씨 37도에서 3일 동안 배양물을 배양하면 생물막이 박테리아 세포를 포함하는 젤라틴 덩어리로 나타나며 피펫팅으로 파괴되지 않습니다. 일단 생물막이 연속적으로 묽게 된 농도에 항생제의 well 당 200 마이크로리터에 형성되면. 테스트할 각 약물 농도에 대해 최소 4개의 복제를 설정하고 바이오필름이 포함된 4개의 웰을 처리하지 않은 상태로 두어 음성 대조군으로 사용할 수 있도록 합니다.
그런 다음 항생제로 배양 후 추가로 24시간 동안 플레이터를 이전에 배양합니다. 셀룰라아제 웰 당 100 마이크로 리터를 사용하여 구연산염 완충액에서 밀리리터 당 100 밀리그램으로 희석하여 생물막을 파괴하고 1 시간 동안 섭씨 37도의 호기성 조건에서 150 RPM으로 설정된 셰이커에서 플레이트를 배양합니다. 이 incubation manual에 따라, 세포 덩어리가 배지에서 보이는 경우 생물막을 추가로 분해하기 위해 피펫팅을 사용할 수 있습니다.
다음으로, 웰당 100마이크로리터의 레진을 첨가하여 생물막에서 방출된 세포의 생존력을 정량화하고 1-2시간 동안 세포를 배양합니다. 섭씨 37도에서는 생존 가능한 세포만이 블루 자린 염료를 분홍색 형광 형태로 대사할 수 있습니다. 배양 후 샘플을 96 웰 플레이트로 옮기고 5개의 40 나노미터 여기 파장과 5개의 90 나노미터 방출 파장을 사용하여 웰의 형광을 측정합니다.
박테리아 생존력과 약물 감수성을 정량화하려면 먼저 다른 웰에서 블랭크 대조군의 배경 형광을 뺍니다. 다음으로, 각 농도에 대한 평균 형광을 처리되지 않은 대조군의 평균 형광으로 나누고 100을 곱하여 억제 비율을 계산합니다. B-S-M-Y-C는 이러한 전자 현미경 사진에서 볼 수 있듯이 대사 활성을 90% 억제하는 항생제 농도로 정의되며, 생물막에서 성장한 세포는 플랑크톤 배양에서 성장한 박테리아와 상당히 다릅니다.
특히, 노란색으로 표시된 많은 양의 세포외 기질은 생물막의 세포를 녹색으로 둘러싸고 있지만 플랑크톤 군집에서는 그렇지 않습니다. 또한 생물막의 박테리아는 일반적으로 이 실험에서 항생제에 더 내성이 있습니다. 청색의 슈도모나스 에어로겐 플랑크톤 배양에 대한 토브라마이신의 최소 억제 농도는 밀리리터당 약 4마이크로그램으로 결정되었습니다.
대조적으로, 빨간색에서 볼 수 있듯이 생물막에 있는 박테리아의 100%는 항생제 1밀리리터당 최대 512마이크로그램까지 생존했습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 정의된 인공 가래 배지에서 박테리아를 배양하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 또한 낭포성 섬유증 폐에서 보다 현실적인 환경에서 박테리아 성장을 억제하는 데 필요한 최소 억제 농도를 결정하기 위해 항생제 감수성 검사를 수행할 수 있어야 합니다.
이 연구는 낭포성 섬유증 폐 조건을 모방하는 인공 가래 배지를 사용하여 슈도모나스 아에루기노사 바이오필름의 항생제 감수성을 조사합니다. 이 연구는 바이오필름과 부유 배양물 간의 항생제 내성의 차이를 강조합니다.
Current antimicrobial susceptibility testing often fails to predict clinical outcomes in cystic fibrosis due to discrepancies between standard planktonic assays and the biofilm-embedded, microaerophilic conditions of chronic lung infections. This gap increases the risk of advancing ineffective antibiotics in preclinical development, leading to costly late-stage failures. By incorporating artificial sputum medium and biofilm models under physiologically relevant oxygen levels, R&D teams can improve target validation and de-risk lead selection through more predictive efficacy screening.
The ASM biofilm assay fits within the antibacterial discovery continuum, particularly after initial hit identification and before lead optimization, where understanding target engagement in complex physiological environments informs prioritization.