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Artigo de método

Análise da Composição Lipídica de Mycobacteria por Cromatografia de Camada Fina

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DOI:

10.3791/62368

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16 de abril de 2021

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Neste artigo

Resumo

Um protocolo é apresentado para extrair o conteúdo lipídico total da parede celular de uma ampla gama de micobactérias. Além disso, são mostrados protocolos de extração e analíticas dos diferentes tipos de ácidos micólicos. Um protocolo cromatográfico de camada fina para monitorar esses compostos micobacterianos também é fornecido.

Resumo

As espécies de micobactérias podem diferir umas das outras na taxa de crescimento, presença de pigmentação, morfologia da colônia exibida em mídia sólida, bem como outras características fenotípicas. No entanto, todos eles têm em comum o caráter mais relevante das micobactérias: sua parede celular única e altamente hidrofóbica. As espécies de micobactérias contêm um complexo ligado à membrana-covalente que inclui arabinogalactan, peptidoglycan e longas cadeias de ácidos micólicos com tipos que diferem entre espécies de micobactérias. Além disso, as micobactérias também podem produzir lipídios localizados, não covalentemente ligados, em suas superfícies celulares, como dimicocerosates de fleiocerol (PDIM), glicólipídios fenólicos (PGL), glicopeptidolipids (GPL), acitretros (AT) ou mannoídeos fosfatidil-inositol (PIM), entre outros. Alguns deles são considerados fatores de virulência em micobactérias patogênicas, ou lipídios antigênicos críticos na interação hospedeira-micobactéria. Por essas razões, há um interesse significativo no estudo dos lipídios micobacterianos devido à sua aplicação em diversas áreas, desde a compreensão de seu papel na patogenicidade das infecções por micobactérias, até uma possível implicação como agentes imunomodulatórios para o tratamento de doenças infecciosas e outras patologias como o câncer. Aqui, é apresentada uma abordagem simples para extrair e analisar o teor total lipídico e a composição de ácido mcólico das células de micobactéria cultivadas em meio sólido usando misturas de solventes orgânicos. Uma vez que os extratos lipíduos são obtidos, a cromatografia de camada fina (TLC) é realizada para monitorar os compostos extraídos. O experimento de exemplo é realizado com quatro micobactérias diferentes: o mycolicibacterium brumae e Mycolicibacterium fortuitum, o atenuado Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guérin (BCG), e o patógeno oportunista de rápido crescimento Mycobacterium abscessus, demonstrando que métodos mostrados no presente protocolo podem ser usados para uma ampla gama de mycobacteria.

Introdução

Mycobacterium é um gênero que compreende espécies patogênicas e não patogênicas, caracterizada por ter uma parede celular altamente hidrofóbica e impermeável formada por seus lipídios peculiares. Especificamente, a parede celular micobacteriana contém ácidos micólicos, que são α-alquila e β-hidroxis, nos quais o α-ramo é constante em todos os ácidos micólicos (exceto pelo comprimento) e a cadeia de β, chamada cadeia meromycolate, é uma longa cadeia alifática que pode conter diferentes grupos químicos funcionais descritos junto com a literatura (α-, α'-, metoxical Κ-, epóxi-, carboxy-, e ω-1-metoxi-mycolates), produzindo assim sete tipos de ácidos míclicos (I....

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Protocolo

1. Extração do total de lipídios não covalentes da micobactéria (Figura 1)

  1. Arranhe 0,2 g de micobactérias de uma mídia sólida e adicione a um tubo de vidro com tampas de parafuso de revestimento politetrafluoroethlene (PTFE). Adicione uma solução composta por 5 mL de clorofórmio e 10 mL de metanol (clorofórmio:metanol, 1:2).
    NOTA: Quando forem utilizados solventes orgânicos, apenas o recipiente de vidro deve ser utilizado. Não são permitidos recipientes plásticos. Além disso, são necessárias tampas de parafuso de forro PTFE para garrafas.
    ATENÇÃO: O clorofórmio é uma substância potencialmente tóxica e extremamente perigosa....

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Resultados

Com o objetivo de mostrar uma ampla gama de lipídios presentes em diferentes espécies de micobactérias, M. bovis BCG foi selecionado por ser micobactérias ásperas e de crescimento lento. O áspero e rápido crescimento M. fortuitum e M. brumae foram adicionados no procedimento e, finalmente, o morfotipo liso de M. abscesso também foi incluído. Essas quatro espécies nos permitem visualizar um amplo espectro de lipídios derivados de micobactérias, como acitrehaloses (AT), GPLs, PDIM, PGL, .......

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Discussão

Um protocolo simples considerado como o método padrão-ouro para a extração de compostos lipídicos não covalentes ligados da parede celular micobacteriana é apresentado. Uma visualização adicional por TLCs unidimensionais dos lipídios extraídos de quatro micobactérias diferentes é mostrada.

Duas misturas combinadas consecutivas de clorofórmio e metanol para recuperar o teor lipídico das células micobacterianas é a mistura de solvente mais utilizada23,

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Esta pesquisa foi financiada pelo Ministério da Ciência, Inovação e Universidades da Espanha (RTI2018-098777-B-I00), pelos Feder Funds e pela Generalitat da Catalunha (2017SGR-229). Sandra Guallar-Garrido é beneficiária de um contrato de doutorado (FI) da Generalitat de Catalunya.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Ácido acéticoMerck100063CUIDADO. Anidro para análise EMSURE® ACS, ISO, Reag. Ph Eur
AcetonaCarlo Erba400971NCUIDADO. ACETONA RPE-ACS-ISO PARA ANÁLISE ml 1000
AnthroneMerck8014610010Anthrone para síntese.
BenzenoCarlo Erba426113CUIDADO. Benzeno RPE - Para análise - ACS 2,5 l
Tubo de vidro capilarMerckBR708709BRAND®   descartável BLAUBRAND®   micropipetas, intraMark
ClorofórmioCarlo Erba412653CUIDADO. Clorofórmio RS - Para HPLC - Grau isocrático - Estabilizado com etanol 2,5 L
Aquecedor de bloco secoJ.P. Selecta7471200
DiclorometanoCarlo Erba412622CUIDADO. Diclorometano RS - Para HPLC - Grau isocrático - Estabilizado com amileno 2,5 L
Éter dietílicoCarlo Erba412672CUIDADO. Éter dietílico RS - Para HPLC - Grau isocrático - Não estabilizado 2,5 L
Acetato de etilaPanreac1313181211CUIDADO. O acetato de etilo (Reag. USP, Ph. Eur.) para análise, ACS, ISO
Álcool Etílico AbsolutoCarlo Erba4146072CUIDADO. Etanol EPR anidro absoluto - Para análise - ACS - Reag. Ph.Eur. - Reag. USP 1 L
Funil de vidroVidraFOCDURA.2133148 1217/1
Tubo de vidroVidraFOCVFOC.45066A-16125Tubo de vidro com tampa recuperada de PTFE
MetanolCarlo Erba412722CUIDADO. Metanol RS - Para HPLC - OURO - Grau ultragradiente 2,5 L
Hidrato de ácido molibdatofosfóricoMerck51429-74-4CUIDADO.
Reagente azul do pulverizador do molibdênio, 1.3%SigmaM1942-100MLCUIDADO.
n-hexanoCarlo Erba446903CUIDADO. n-Hexano 99% RS - ATRASOL - Para análise de traços 2,5 L
n-nitroso-n-metilureiaSigmaN4766CUIDADO
Plataforma de agitação orbitalDDBiolab995018NB-205L incubadora de agitação de bancada
Éter de petróleo (60-80º C)Carlo Erba427003CUIDADO. Éter de petróleo 60 - 80° C RPE - Para análise 2,5 L
PulverizadorVidraFOC712/1
Sulfato de sódio anidroMerck238597
Ácido sulfúrico 95-97%Merck1007311000CUIDADO. Câmara de ácido sulfúrico 95-97%
TLCMerckZ204226-1EATanques de desenvolvimento retangulares TLC, L completo &vezes; H &vezes; L 22 cm &vezes; 22 cm &vezes; Placa TLC de 10 cm
Merck1057210001TLC SilicaGel 60- 20x20 cm x 25 u
TLC Aquecedor de placasCAMAG223306CAMAG TLC Aquecedor de placas III
Tolueno Carlo Erba488551CUIDADO. Tolueno RPE - Para análise - ISO - ACS - Reag.Ph.Eur. - Reag.USP 1 L
VortexFisher Scientific10132562IKA  Agitador IKA vó rtex 3
1-naftolSigma-Aldrich102269427CUIDADO.

Referências

  1. Watanabe, M., et al. Location of functional groups in mycobacterial meromycolate chains; the recognition of new structural principles in mycolic acids. Microbiology. 148 (6), 1881-1902 (2002).
  2. Global Health Organization World Health Organization. (2018) Global tuberculosis report. WHO. , (2019)....

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Reimpressões e permissões

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