O protocolo descreve o cultivo de biofilmes transversais compostos por candida albicans e streptococcus mutans e apresenta um método confocal baseado em microscopia para o monitoramento de pH extracelular dentro desses biofilmes.
Artigo de método
O protocolo descreve o cultivo de biofilmes transversais compostos por candida albicans e streptococcus mutans e apresenta um método confocal baseado em microscopia para o monitoramento de pH extracelular dentro desses biofilmes.
Biofilmes transversais que consistem em células fúngicas e bacterianas estão envolvidos em uma variedade de doenças bucais, como infecções endodônticas, periodontite, infecções mucosas e, mais notavelmente, cárinos da primeira infância. Em todas essas condições, o pH na matriz biofilme impacta as interações microbe-hospedeiros e, portanto, a progressão da doença. O protocolo atual descreve um método confocal baseado em microscopia para monitorar a dinâmica do PH dentro de biofilmes entre reinos compostos por candida albicans e streptococcus mutans. O espectro de emissão dupla dependente de pH e as propriedades de coloração da sonda ratiométrica C-SNARF-4 são explorados para determinar quedas no pH em áreas extracelulares dos biofilmes. O uso de ratiometria pH com a sonda requer uma escolha meticulosa de parâmetros de imagem, uma calibração completa do tintura e pós-processamento cuidadoso e baseado em limiar dos dados de imagem. Quando utilizada corretamente, a técnica permite a rápida avaliação do pH extracelular em diferentes áreas de um biofilme e, portanto, o monitoramento de gradientes pH horizontais e verticais ao longo do tempo. Embora o uso de microscopia confocal limite o perfil z a biofilmes finos de 75 μm ou menos, o uso de ratiometria pH é idealmente adequado para o estudo não invasivo de um importante fator de virulência em biofilmes entre reinos.
Biofilmes entre reinos compostos por espécies fúngicas e bacterianas estão envolvidos em várias condições patológicas na cavidade oral. Candida spp. tem sido frequentemente isolada de infecções endodônticas1 e de lesões periodontais2,3. Em infecções mucosas, espécies estreptocócicas do grupo de áciculos têm sido mostradas para melhorar a formação fungal de biofilme, invasão de tecidos e disseminação nos modelos in vitro e murina4,5,6,7. Mais interessante, o transporte oral de Candida spp. tem sido comprovado estar associado à prevalência de cáios em crianças8. Como mostrado nos modelos de roedores, uma relação simbiótica entre mutanos streptococcus e candidas albicans aumenta a produção de polissacarídeos extracelulares e leva à formação de biofilmes mais grossos e cariogênicos9,10.
Em todas as condições acima mencionadas, as cárinas da primeira infância, em particular, o pH biofilme é importante para a progressão da doença, e o papel eminente da matriz biocinematográfica para o desenvolvimento de microambientes acidogênicos11 exige metodologias que permitam estudar mudanças de pH dentro de biofilmes transfronteiriços. Abordagens simples e precisas baseadas em microscopia confocal para monitorar pH dentro de biofilmes bacterianos12 e fúngicos13 foram desenvolvidas. Com o dye ratiométrico C-SNARF-4 e o pós-processamento de imagem baseado em limiares, o pH extracelular pode ser determinado em tempo real em todas as três dimensões de um biofilme14. Em comparação com outras técnicas publicadas para monitoramento de pH baseado em microscopia em biofilmes, a ratiometria de pH com C-SNARF-4 é simples e barata, pois não requer a síntese de partículas ou compostos que incluem um tintura de referência15 ou o uso de excitação de dois fótons16. O uso de apenas um corante evita problemas com compartimentação de sondas, sangramento fluorescente e branqueamento seletivo16,17,18, enquanto ainda permite uma diferenciação confiável entre pH intra e extracelular. Finalmente, a incubação com o tintura é realizada após o crescimento do biofilme, que permite estudar tanto laboratório quanto em biofilmes cultivados no situ.
O objetivo do presente trabalho é ampliar o uso da ratiometria de pH e fornecer um método para estudar mudanças de pH em biofilmes inter-reinos. Como prova de conceito, o método é usado para monitorar pH em biofilmes de espécies duplas compostas por s. mutans e c. albicans expostos à glicose.
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O protocolo para coleta de saliva foi revisto e aprovado pelo Comitê de Ética do Condado de Aarhus (M-20100032).
1. Cultivo de Biofilmes transfronteiriços
2. Imagem de pH ratiométrica
NOTA:A imagem de pH ratiométrica precisa ser realizada imediatamente após a conclusão do crescimento do biofilme.
3. Calibração do Tye Ratiométrico
NOTA: A calibração do corno e a montagem de uma curva de calibração podem ser realizadas em um dia diferente da imagem pH ratiométrica.
4. Análise de Imagem Digital
NOTA:A análise de imagem digital pode ser realizada a qualquer momento após a calibração do dine e da imagem de pH ratiométrica.
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Após 24h e 48 h, biofilmes robustos de cross-kingdom se desenvolveram nas placas de poço. Os albicanos mostraram diferentes graus de crescimento de filamentous, e os mutanos formaram aglomerados densos de até 35 μm de altura. Células únicas e correntes de s. mutanos agrupados em torno de hífofas fúngicas, e grandes espaços intercelulares indicaram a presença de uma matriz volumosa (Figura S1).
A calibração do tye ratiométrico produz uma curva sigmoid...
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Diferentes protocolos para o cultivo de biofilmes transcionais envolvendo C. albicans e Streptococcus spp. foram descritos anteriormente9,22,23,24,25. No entanto, a configuração atual se concentra em condições simples de crescimento, um cronograma compatível com dias de trabalho regulares, uma composição de espécies equilibradas e o ...
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Os autores não têm nada para divulgar.
Anette Aakjær Thomsen e Javier E. Garcia são reconhecidos por excelente suporte técnico. Os autores agradecem a Rubens Spin-Neto por discussões frutíferas sobre análise de imagens.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Placas de ágar sangue | Statens Serum Institut | 677 | |
| Infusão de coração cerebral | Oxoid | CM1135 | |
| Infusão de coração cerebral + 5% de sacarose | BDH suprimentos de laboratório | 10274 | |
| Candida albicans | Coleção Nacional de Fungos Patogênicos | NCPF 3179 | |
| D-(+)-Glicose | Sigma-Aldrich | G8270 | |
| daime: análise digital de imagens em ecologia microbiana | Universitä t Wien | N/A | Freeware; V2.1; https://dome.csb.univie.ac.at/daime |
| Dimetilsulfóxido Life | Technologies | D12345 | |
| Soro bovino fetal | Gibco Life technologies | 10270 | |
| GS-6R centrífuga refrigerada | Beckman | N/A | |
| ImageJ | Institutes of Health | N/A | Freeware; V1.46r; https://imagej.nih.gov/ij |
| Java | Oracle | N/A | Freeware necessário para executar o ImageJ; V8.0; https://java.com/en/download |
| µ-Placa 96 Poços Preto | Ibidi | 89626 | |
| MyCurveFit | MyAssays Ltd. | Tampão N/A | |
| -(N-morfolino)ácido etanossulfônico (MES) | Bioworld | 700728 | |
| PHM210 medidor de pH | Radiômetro Plano Analítico-Apocromático | ||
| 63x objetiva de imersão em óleo | Zeiss | N/A | NA=1.4 |
| SNARF®-4F 5-(e-6)-Ácido Carboxílico | Life Technologies | S23920 | |
| Solução salina fisiológica estéril | VWR | 6404 | |
| Streptococcus mutans | Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen | DSM 20523 | |
| Vis-espectrofotômetro V-3000PC | VWR | N/A | |
| XL Incubadora | PeCON | N/A | |
| Zeiss LSM 510 META | Zeiss | N/A |
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