$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bacteriële infectie is een van de hoofdoorzaken van mortaliteit in mens en dier1,2. De mogelijkheid voor het meten van de virulentie van bacteriën in culturen of biofilms is belangrijk in instellingen voor gezondheidszorg en onderzoek. Hier beschrijven we een veelzijdige, snelle en relatief eenvoudige methode om te kwantificeren van bacteriële virulentie. De eukaryotische organisme Dictyostelium discoideum (amoeba) wordt gebruikt als de modelorganisme voor de host. D. discoideum is gebruikt als een host virulentiefactoren in Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa)3,4,5 en andere bacteriën6,7 te identificeren ,8 en is gevoelig voor grotendeels dezelfde Virulentiefactoren die de cellen van de zoogdieren doden, met inbegrip van type III secretie9,10. Vorige virulentie testen met behulp van D. discoideum betrokken zijn langdurige blootstelling van bacteriën met D. discoideum cellen in de loop van uren3,4,5. Het protocol, hier, presenteert een snelle methode voor het bepalen van de virulentie met behulp van deze amoeba. Dit protocol (Figuur 1) beschrijft hoe: (1) groeien de amoeben axenically (in de afwezigheid van bacteriën), (2) groeien bacteriën voor de assay, (3) bereiden bacteriën en cellen van de gastheer voor microscopie, (4) het uitvoeren van epifluorescence microscopie, en (5) analyseren amoeba fluorescentie.
Amoeben zijn aanvankelijk streaked uit uit bevroren voorraden en gegroeid op een gazon van Escherichia coli (E. coli), waar de amoeben produceren sporen. Deze sporen zijn geplukt en geënt in een verrijkte medium voor een groei. De amoeben worden onderhouden via een groei in voedselrijke omstandigheden totdat ze klaar om te worden gemengd met bacteriën voor de beoordeling van bacteriële virulentie. De overleving of de dood van de amoeben wordt gekwantificeerd door het meten van de fluorescentie van calceïne-acetoxymethyl (calceïne-AM), die door intracellulaire esterasen gekloofd en, daardoor, geactiveerd voor fluorescentie11,12. Live amoeben vertonen weinig of geen fluorescentie overwegende dat benadrukt en stervende cellen fluoresceren intens. Dit resultaat is te wijten aan een weinig of geen opneming van calceïne-AM in gezonde amoeben en integratie en splijten van het substraat in gespannen amoeben13. Dit gedrag verschilt met name van calceïne-AM fluorescentie in zoogdiercellen11,14,15,16.
Bacteriën die zullen worden beoordeeld op virulentie worden afzonderlijk gekweekt. Hier beschrijven we hoe te meten van de virulentie van de opportunistische pathogenen P. aeruginosa en hoe te kwantificeren van de virulentie van de planktonische (zwemmen) en oppervlakte-ingeschrevenen subpopulatie in detail te beschrijven. Dit protocol kan worden aangepast aan het testen van de virulentie van andere bacteriën. In de sectie vertegenwoordiger resultaten tonen we dat virulentie is geactiveerd in oppervlak vastgehechte cellen en laag in planktonische cellen is, die werd gemeld eerder13. Virulentie-geactiveerde oppervlak-ingeschrevenen P. aeruginosa doodt amoeben, terwijl niet-virulente planktonische cellen worden verbruikt door de amoeben. Als de virulentie van de planktonische bacteriën is uitsluitend wordt bepaald, kunnen de bacteriën gekweekt in gewone cultuur buizen in plaats van met behulp van petrischalen, zoals beschreven in het protocol.
De groei van amoeben en P. aeruginosa culturen moet worden gecoördineerd zodat P. aeruginosa culturen de beoogde groeifase bereiken, terwijl de amoeben in stabiele toestand in voedselrijke omstandigheden groeit. Deze voorwaarde vereist normaliter amoeben culturen moeten worden verdund ten minste 1 dag voorafgaand aan wanneer ze worden gemengd met bacteriën. Amoeben en bacteriën zijn geïmmobiliseerd met agar pads zijn mede bebroede gedurende 1 uur, en beeld met behulp van een lage resolutie (10 X, numerieke diafragma 0.3) objectieve, groene fluorescentie proteïne (GFP) filters en een imaging camera. Analyse kan worden uitgevoerd met behulp van vrij toegankelijke ImageJ software of software van de analyse van de afbeelding aangepast. Onze analyse werd uitgevoerd met behulp van onze eigen software geschreven met behulp van een wetenschappelijke analyse pakket13. De software moet een masker met behulp van de fase contrast-afbeelding maken en fluorescentie waarden extraheren op basis van de gemaskerde gebieden in de afbeelding van de fluorescentie. Fluorescentie waarden zijn gemiddeld ten minste 100 cellen, wat resulteert in een numerieke host doden index.