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Artigo de método

Ensaios de co-cultura de alta produtividade para a investigação de interações microbianas

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DOI:

10.3791/60275

15 de outubro de 2019

Neste artigo

Resumo

Os ensaios de interação cocultura apresentados neste protocolo são de baixo custo, alta taxa de transferência e simples. Esses ensaios podem ser usados para observar interações microbianas na cocultura, identificar padrões de interação e caracterizar o potencial inibitório de uma cepa microbiana de interesse contra patógenos humanos e ambientais.

Resumo

O estudo das interações entre microrganismos levou a inúmeras descobertas, desde novos antimicrobianos até insights em ecologia microbiana. Muitas abordagens utilizadas para o estudo das interações microbianas necessitam de equipamentos especializados e são dispendiosas e demoradas. Este artigo apresenta um protocolo para ensaios de interação de cocultura que são baratos, dimensionáveis para grandes números amostrais e facilmente adaptáveis a inúmeros experimentos experimentais. Os microrganismos são cultivados em conjunto, com cada poço representando uma combinação de microrganismos emparelhados. Um organismo de teste é cultivado em um lado de cada poço e primeiro incubado em monocultura. Subsequentemente, os organismos alvo são inoculados simultaneamente no lado oposto de cada poço, utilizando um carimbo de inoculação impresso em 3D. Após a cocultura, os ensaios concluídos são marcados para fenótipos visuais, como crescimento ou inibição. Esses ensaios podem ser usados para confirmar fenótipos ou identificar padrões entre isolados de interesse. Usando este método simples e eficaz, os usuários podem analisar combinações de microrganismos de forma rápida e eficiente. Esta aproximação da cocultura é aplicável à descoberta antibiótica assim como a pesquisa cultura-baseada do microbioma e foi aplicada já com sucesso a ambas as aplicações.

Introdução

Na natureza, os microrganismos raramente existem isoladamente; Consequentemente, eles estão constantemente interagindo com outros organismos. Portanto, estudar como os microrganismos interagem entre si é essencial para a compreensão de uma multiplicidade de comportamentos microbianos1. Interações microbianas podem ser mutualistas, comensais ou antagonistas. Estes em terações podem afetar não somente os micro-organismos eles mesmos mas também os ambientes e os anfitriões que os micro-organismos colonizam1,2.

Muitos cientistas estudam interações microbianas par....

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Protocolo

O consentimento informado foi obtido dos pais do doador, e o Comitê de assuntos humanos da Universidade de Wisconsin-Madison aprovou o estudo (Conselho de revisão institucional [IRB] número de aprovação H-2013-1044).

1. cultura da amostra

Nota: Este procedimento é utilizado aqui para o estudo de interações entre bactérias isoladas da cavidade nasal humana. Em princípio, os seguintes métodos são aplicáveis a qualquer condição de cultura. O caldo cérebro-coração-infusão (BHI) é usado para a propagação geral de bactérias nasais. Todas as placas são solidificadas usando 1,5% agar. Para este estudo, as ....

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Resultados

Os ensaios de interação cocultura podem ser usados para compreender as interações microbianas, identificar padrões de interesse e descobrir isolados microbianos com atividades intrigantes. Nestes ensaios, um organismo de teste é monoculcionado em um lado de uma placa de ágar bem 12 e incubada por 7 dias. Subseqüentemente, um organismo do alvo é manchado ao lado do organismo do teste e os dois micróbios foram cocultivados por 7 dias antes de marcar para o phenotype do crescimento do organi.......

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Discussão

Antibióticos e outros metabólitos secundários que mediam interações microbianas são úteis para uma infinidade de aplicações, incluindo a descoberta de drogas. Neste documento, é apresentado um protocolo para ensaios de cocultura para avaliar um grande número de interações microbianas. Esses ensaios de interação de cocultura são um meio de throughput simples, acessível, escalável e de alta capacidade para investigar muitas combinações emparelhadas de microrganismos em tandem. Os organismos do alvo são manchados ao lado do.......

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Divulgações

Os autores não declaram interesses concorrentes.

Agradecimentos

Agradecemos a Daniel May, Marc Chevrette e Don Hoang pela leitura crítica do manuscrito. Este trabalho, incluindo os esforços de Cameron R. Currie, foi apoiado pela Universidade de Wisconsin-Madison, gabinete do vice-chanceler de pesquisa e pós-graduação de educação com o financiamento da Wisconsin Alumni Research Foundation, financiamento também fornecido pelo Institutos nacionais de centros de saúde para a excelência da pesquisa translacional (U19-AI109673-01). Reed M. Stubbendieck foi apoiado por uma biblioteca nacional de medicina de formação de subvenção para a computação e informática em biologia e medicina programa de formação (NLM 5T15LM007359). Os financiador....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
1 μ L alças de inoculação de poliestireno descartáveis, azulVWR12000-806
10 μ L alças de inoculação de poliestireno descartáveis, amareloVWR12000-810
Placa de cultura de células de 12 poços, estéril com tampaGreiner bio-one665 180
14 mL tubo de fundo redondo de poliestireno, 17 x 100 mm 2style, não pirogênico, estérilFalcon352057
2.0 com tampas, estéreisEUA científico1420-9710
Pipeta sorológica de 25 mLCell Treat229225B
Ágar, bacteriológicoVWRJ637
Caldo de Infusão CérebroCoração FilamentoDot Scientific DSB11000-5000
branco, 3 mm de diâmetroCola Escolar Keene Village Plastics12.1-3MM-WH-581.2-1KG-R
Elmer'sEPIE304
Impressora 3D Taz 6Lulzbot
Tubos de tampa de rosca autônomos de policarbonato ,

Referências

  1. Stubbendieck, R. M., Vargas-Bautista, C., Straight, P. D. Bacterial Communities: Interactions to Scale. Frontiers in Microbiology. 7 (August), 1234(2016).
  2. Green, J., Bohannan, B. J. M. Spatial scaling of microbial biodiversity. Trends in Ecology & Evolution. 21 (9), 5....

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Reimpressões e permissões

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