Este protocolo descreve o isolamento e identificação de micróbios de nematoides de Caenorhabditis isolados silvestres utilizando uma série de procedimentos de limpeza. Numerosos micróbios estão associados a nematoides isolados selvagens, e alguns deles têm fenótipos excitantes que podem ser usados para estudos futuros em interações hospedeira-micróbios e imunidade inata. Muitos microbiomas culturais e bactérias patogênicas foram isolados de nematodes de Caenorhabditis selvagens usando técnicas padrão para crescimento bacteriano in vitro25,26. No entanto, nem todos os micróbios podem ser cultivados in vitro, e torna-se necessário enriquecê-los em nematoides selvagens. Alguns micróbios têm um estágio de esporo resistente, como a microsporidia, e altas concentrações de SDS podem ser usadas para matar a maioria das bactérias e fungos, permitindo o enriquecimento específico dos esporos12. Este protocolo apresenta um método para enriquecer micróbios intestinais não culturais que não são resistentes à SDS e ao tratamento com antibióticos.
A técnica aqui apresentada aproveita a resistência ambiental vista em animais dauer devido a alterações fisiológicas como fortalecimento da cutícula, supressão do bombeamento faringeal e cobertura da boca com um plugue bucal27. Um passo crítico neste protocolo é a incubação noturna com vários antibióticos e 0,25% de SDS. Esta etapa é usada para matar todos os micróbios externos, deixando micróbios internos intactos. Embora os dauers C. elegans tenham sido demonstrados para sobreviver às concentrações de SDS tão altas em 10% para 30 min27, este protocolo usa uma incubação moderada, mas prolongada, para não apenas matar micróbios, mas expor ainda mais bactérias a antibióticos. Além disso, uma concentração moderada de SDS pode ajudar a garantir que dauers de outras espécies de Caenorhabditis sobrevivam, pois a exposição de C. tropicalis a 1% de SDS durante a noite resultou na morte de todos os animais dauer. Se todos os dauers morrerem, então a concentração de SDS e/ou o tempo de exposição ao SDS devem ser reduzidos. Por outro lado, se as placas de geração F1 ainda tiverem contaminação visível após a limpeza, o tempo de concentração e incubação da SDS deve ser aumentado.
Outro passo crítico é o isolamento de animais dauer solteiros após a limpeza. Este passo é crucial, pois nem todos os animais estão limpos após a SDS e o tratamento com antibióticos. Portanto, os animais são colocados no centro de uma placa NGM de 10 cm com OP50-1 e autorizados a rastejar radialmente para fora. Muitas vezes é melhor escolher mais animais distais, pois o rastreamento estendido através do OP50-1 parece ajudar a remover quaisquer micróbios sobreviventes potenciais ligados à cutícula. No entanto, isso leva a uma limitação do protocolo, pois será mais desafiador enriquecer para um micróbio de interesse se ele não estiver presente na população em alta frequência. Aqui, a adesão da Alphaproteobacteria esteve presente em 90%-95% da população; portanto, a maioria das placas limpas tinha a bactéria do microbioma. No entanto, se um micróbio de interesse estiver presente em uma frequência muito menor na população, pode ser necessário tela de muito mais placas de F1 .
Este protocolo provavelmente poderia ser usado para isolar qualquer número de micróbios não culturais de interesse encontrados em nematoides selvagens. No entanto, o micróbio deve estar em um tecido protegido pela cutícula dauer, capaz de sobreviver em animais dauer, e ter um fenótipo observável no hospedeiro. Como tal, essa técnica pode ser usada para enriquecer outras bactérias microbioma no lúmen intestinal além das espécies de Alfaproteobactérias descritas aqui, incluindo bactérias que não aderem. Além disso, o protocolo foi utilizado para enriquecer para uma bactéria intracelular facultativa, Bordetella atropi, que infecta o nematode Oscheius tipulae28. Após o enriquecimento, B. atropi foi encontrado para formar colônias em placas de NGM, mostrando que um micróbio de interesse pode ser descoberto como culturalável in vitro uma vez que contaminantes de crescimento mais rápido são removidos. Essa técnica provavelmente funcionaria para microsproidianos e vírus, incluindo o vírus Orsay, dada essa capacidade de enriquecer uma bactéria intracelular. No entanto, esses micróbios devem ser capazes de sobreviver à transição para dentro e para fora do dauer.
É importante lembrar que, embora este protocolo possa ser realizado em um laboratório de Biossegurança Nível 1, uma técnica estéril deve ser mantida em todo o processo para evitar contaminação microbiana. O protocolo pode ser alterado de acordo com as necessidades do pesquisador, incluindo os tipos/concentrações de antibióticos, a porcentagem de SDS e/ou a adição de antifúngicos, como a nystatina. Muitas vezes, o número de micróbios contaminantes encontrados em um nematoide isolado selvagem pode variar drasticamente. Aqui, a perda aparente do crescimento não-OP50-1 E. coli em placas de NGM foi usada como leitura para uma cepa de nematoide limpa. Mas, pode haver populações não culturais de micróbios contaminantes presentes, por isso é essencial realizar um método de metagenômica, como o sequenciamento de amplicon de rRNA 16S para ver a extensão da contaminação26. Uma vez que a cepa de verme é limpa, ela pode ser congelada e armazenada para estudos futuros. No geral, este protocolo permite que os pesquisadores enriqueçam micróbios não culturais em nematoides selvagens, permitindo-lhes estudar efeitos sobre o condicionamento físico hospedeiro, caracterizar fenótipos de colonização ou infecção, e aproveitar ferramentas genéticas para entender os mecanismos subjacentes às interações hospedeiro-micróbios.