Name: Desenvolvimento de um modelo de biofilme de colônia polimicrobiana para testar antimicrobianos na fibrose cística (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 16 s
Description: Aprenda a desenvolver um modelo de biofilme polimicrobiano para fibrose cística usando Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Candida albicans. Este método permite testar antimicrobianos com maior relevância clínica.

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<meta charset="utf8"></head><body>Modelo CF adaptável para testes antimicrobianos e análise de dinâmica microbiana

<ol><li>2021 Cf foundation patient registry highlights report. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://cysticfibrosis.msu.edu/index.php/welcome/news-and-events/39-2021-cf-foundation-patient-registry-highlights-report">https://cysticfibrosis.msu.edu/index.php/welcome/news-and-events/39-2021-cf-foundation-patient-registry-highlights-report</a> (2022).</li>
<li>Guo, J., Garratt, A., Hill, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Worldwide+rates+of+diagnosis+and+effective+treatment+for+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Worldwide rates of diagnosis and effective treatment for cystic fibrosis.</a> J Cyst Fibros. 21 (3), 456-462 (2022).</li>
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<li>Françoise, A., Héry-Arnaud, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microbiome+in+cystic+fibrosis+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Genes%22%5BJournal%5D)">The microbiome in cystic fibrosis pulmonary disease.</a> Genes. 11 (5), 536(2020).</li>
<li>Grasemann, H., Ratjen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22New+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis.</a> New Engl J Med. 389 (18), 1693-1707 (2023).</li>
<li>Camus, L., Vandenesch, F., Moreau, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+genotype+to+phenotype%3A+Adaptations+of+pseudomonas+aeruginosa+to+the+cystic+fibrosis+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Microb+Genom%22%5BJournal%5D)">From genotype to phenotype: Adaptations of pseudomonas aeruginosa to the cystic fibrosis environment.</a> Microb Genom. 7 (3), mgen000513(2021).</li>
<li>Rossi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa+adaptation+and+evolution+in+patients+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa adaptation and evolution in patients with cystic fibrosis.</a> Nat Rev Microbiol. 19 (5), 331-342 (2021).</li>
<li>Flemming, H. -C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biofilm+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The biofilm matrix.</a> Nat Rev Microbiol. 8 (9), 623-633 (2010).</li>
<li>Grainha, T., Jorge, P., Alves, D., Lopes, S. P., Pereira, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unraveling+pseudomonas+aeruginosa+and+candida+albicans+communication+in+coinfection+scenarios%3A+Insights+through+network+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Infect+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Unraveling pseudomonas aeruginosa and candida albicans communication in coinfection scenarios: Insights through network analysis.</a> Front Cell Infect Microbiol. 10, 550505(2020).</li>
<li>Flemming, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilms%3A+An+emergent+form+of+bacterial+life%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Biofilms: An emergent form of bacterial life.</a> Nat Rev Microbiol. 14 (9), 563-575 (2016).</li>
<li>Høiby, N., Bjarnsholt, T., Givskov, M., Molin, S., Ciofu, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibiotic+resistance+of+bacterial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Antimicrob+Agents%22%5BJournal%5D)">Antibiotic resistance of bacterial biofilms.</a> Int J Antimicrob Agents. 35 (4), 322-332 (2010).</li>
<li>Lorusso, A. B., Carrara, J. A., Barroso, C. D. N., Tuon, F. F., Faoro, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+efflux+pumps+on+antimicrobial+resistance+in+Pseudomonas+aeruginosa%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Role of efflux pumps on antimicrobial resistance in Pseudomonas aeruginosa.</a> Int J Mol Sci. 23 (24), 15779(2022).</li>
<li>Michaelis, C., Grohmann, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Horizontal+gene+transfer+of+antibiotic+resistance+genes+in+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Antibiotics+.%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Horizontal gene transfer of antibiotic resistance genes in biofilms.</a> Antibiotics .(Basel). 12 (2), 328(2023).</li>
<li>Worlitzsch, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+reduced+mucus+oxygen+concentration+in+airway+pseudomonas+infections+of+cystic+fibrosis+patients%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Effects of reduced mucus oxygen concentration in airway pseudomonas infections of cystic fibrosis patients.</a> J Clin Invest. 109 (3), 317-325 (2002).</li>
<li>König, J., Schreiber, R., Voelcker, T., Mall, M., Kunzelmann, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cystic+fibrosis+transmembrane+conductance+regulator+%28CFTR%29+inhibits+ENaC+through+an+increase+in+the+intracellular+Cl-+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Reps%22%5BJournal%5D)">The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) inhibits ENaC through an increase in the intracellular Cl- concentration.</a> EMBO Reps. 2 (11), 1047-1051 (2001).</li>
<li>Palmer, K. L., Mashburn, L. M., Singh, P. K., Whiteley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystic+fibrosis+sputum+supports+growth+and+cues+key+aspects+of+Pseudomonas+aeruginosa+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Cystic fibrosis sputum supports growth and cues key aspects of Pseudomonas aeruginosa physiology.</a> J Bacteriol. 187 (15), 5267-5277 (2005).</li>
<li>Valenza, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+and+antimicrobial+susceptibility+of+microorganisms+isolated+from+sputa+of+patients+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Prevalence and antimicrobial susceptibility of microorganisms isolated from sputa of patients with cystic fibrosis.</a> J Cyst Fibros. 7 (2), 123-127 (2008).</li>
<li>Alam, F., Catlow, D., Di Maio, A., Blair, J. M. A., Hall, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+enhances+meropenem+tolerance+of+Pseudomonas+aeruginosa+in+a+dual-species+biofilm%5BTitle%5D)+AND+%22J+Antimicrob+Chemother%22%5BJournal%5D)">Candida albicans enhances meropenem tolerance of Pseudomonas aeruginosa in a dual-species biofilm.</a> J Antimicrob Chemother. 75 (4), 925-935 (2020).</li>
<li>Burmølle, M., Ren, D., Bjarnsholt, T., Sørensen, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+in+multispecies+biofilms%3A+Do+they+actually+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Interactions in multispecies biofilms: Do they actually matter.</a> Trends Microbiol. 22 (2), 84-91 (2014).</li>
<li>Lories, B., Belpaire, T. E. R., Smeets, B., Steenackers, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Competition+quenching+strategies+reduce+antibiotic+tolerance+in+polymicrobial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Biofilms+Microbiomes%22%5BJournal%5D)">Competition quenching strategies reduce antibiotic tolerance in polymicrobial biofilms.</a> NPJ Biofilms Microbiomes. 10 (1), 23(2024).</li>
<li>Nabb, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymicrobial+interactions+induce+multidrug+tolerance+in+Staphylococcus+aureus+through+energy+depletion%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Polymicrobial interactions induce multidrug tolerance in Staphylococcus aureus through energy depletion.</a> Front Microbiol. 10, 2803(2019).</li>
<li>Cornforth, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa+transcriptome+during+human+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa transcriptome during human infection.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 115 (22), E5125-E5134 (2018).</li>
<li>Wolter, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+small-colony+variants+are+independently+associated+with+worse+lung+disease+in+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Infect+Dis%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus small-colony variants are independently associated with worse lung disease in children with cystic fibrosis.</a> Clin Infect Dis. 57 (3), 384-391 (2013).</li>
<li>Takagi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mucin+o-glycans+are+natural+inhibitors+of+Candida+albicans+pathogenicity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem+Biol%22%5BJournal%5D)">Mucin o-glycans are natural inhibitors of Candida albicans pathogenicity.</a> Nat Chem Biol. 18 (7), 762-773 (2022).</li>
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<li>Miles, A. A., Misra, S. S., Irwin, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+estimation+of+the+bactericidal+power+of+the+blood%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hyg%22%5BJournal%5D)">The estimation of the bactericidal power of the blood.</a> J Hyg. 38 (6), 732-749 (1938).</li>
<li>Robertson, S. N., Romero, M., Fenn, S., Kohler Riedi, P. L., Cámara, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development%2C+characterization%2C+and+evaluation+of+a+simple+polymicrobial+colony+biofilm+model+for+testing+of+antimicrobial+wound+dressings%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Development, characterization, and evaluation of a simple polymicrobial colony biofilm model for testing of antimicrobial wound dressings.</a> J Appl Microbiol. 135 (3), lxae042(2024).</li>
<li>Rumpf, C., Lange, J., Schwartbeck, B., Kahl, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+and+cystic+fibrosis-a+close+relationship.+What+can+we+learn+from+sequencing+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus and cystic fibrosis-a close relationship. What can we learn from sequencing studies.</a> Pathogens. 10 (9), 1177(2021).</li>
<li>Tay, W. H., Chong, K. K. L., Kline, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymicrobial-host+interactions+during+infection%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Polymicrobial-host interactions during infection.</a> J Mol Biol. 428 (17), 3355-3371 (2016).</li>
<li>Orazi, G., O'toole, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%26%2334%3BIt+takes+a+village%26%2334%3B%3A+Mechanisms+underlying+antimicrobial+recalcitrance+of+polymicrobial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">&#34;It takes a village&#34;: Mechanisms underlying antimicrobial recalcitrance of polymicrobial biofilms.</a> J Bacteriol. 202 (1), e00530-e00519 (2019).</li>
<li>Arjes, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+biofilm+colony+growth+supports+a+mutualism+involving+matrix+and+nutrient+sharing%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional biofilm colony growth supports a mutualism involving matrix and nutrient sharing.</a> eLife. 10, e64145(2021).</li>
<li>Kasza, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ciprofloxacin+poly%28%CE%B2-amino+ester%29+conjugates+enhance+antibiofilm+activity+and+slow+the+development+of+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Interf%22%5BJournal%5D)">Ciprofloxacin poly(β-amino ester) conjugates enhance antibiofilm activity and slow the development of resistance.</a> ACS Appl Mater Interf. 16 (5), 5412-5425 (2024).</li>
<li>Martin, I., Waters, V., Grasemann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approaches+to+targeting+bacterial+biofilms+in+cystic+fibrosis+airways%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Approaches to targeting bacterial biofilms in cystic fibrosis airways.</a> Int J Mol Sci. 22 (4), 2155(2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1 &micro; L&nbsp; loops de inoculação&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>13 mm 0,2 &micro; Discos de Policarbonato de Tamanho M pore&nbsp;</td><td>Isoporo&nbsp;</td><td>GTTP01300</td><td>Discos maiores também estão disponíveis&nbsp;</td></tr><tr><td>Tubos reforçados de 2 mL&nbsp;</td><td>Thermofisher&nbsp;</td><td></td><td></td>15545809</tr><tr><td>contas de cerâmica de 2,5 mL&nbsp;</td><td>Qiagen</td><td>13114-325</td><td></td></tr><tr><td>500 mL de vidro borossilicato Garrafa Duran</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>Z305197</td><td>garrafas maiores disponíveis em volumes maiores são desejadas</td></tr><tr><td>Placas de cultura de 6 poços</td><td>Greiner</td><td>657165</td><td></td></tr><tr><td>7 mL Bijou</td><td>Thermofisher&nbsp;</td>Placas de 96 poços <td>129B</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Thermofisher&nbsp;</td><td>167008</td><td>para diluições seriadas em ensaio de UFC</td></tr><tr><td>Placas de ágar para preparação de placas de P. aerugnisa, S. aureus, e C. albicans</td><td></td><td></td><td>LB miller para P. aeruginosa e S. aureus e ágar Sabouraud dextrose para C. albicans&nbsp; </td></tr><tr><td>Batedor de contas - adequado para tubos de 2 mL</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td>15515799</td><td>Centrífuga de bancada Thermofisher 24 para moinho de contas</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td></td><td></td><td>deve ser capaz de pelo menos 8000 x g</td></tr><tr><td>Placas pretas de fundo transparente de 96 poços</td><td>Costar&nbsp;</td><td>3603</td><td></td></tr><tr><td>Queimador de Bunsen&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Recipientes para descarte de equipamentos e materiais contaminados de acordo com os regulamentos de saúde e segurança do instituto.&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>água desionizada&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>eDNA&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>31149</td><td></td></tr><tr><td>Unidade de filtro&nbsp;</td><td>Marca Fisher&nbsp;</td><td>FB12566504</td><td>Intercambiável dependendo da bomba de vácuo usada, mas deve ter um tamanho de poro de 0,2 &micro; m</td></tr><tr><td>Hemocitômetro e lamínula</td><td>Hawksley&nbsp;</td>Os hemocitômetros <td>HC001</td><td>podem diferir em tamanho e volume. Verifique e ajuste os cálculos de UFC de acordo&nbsp;</td></tr><tr><td>LB caldo&nbsp;</td><td>oxóide&nbsp;</td><td>1.46813</td><td></td></tr><tr><td>Ágar sal de manitol</td><td>Oxóide&nbsp;</td><td></td><td></td>CM0085B</tr><tr><td>meropenem</td><td>abcr</td><td>Ab243429</td><td></td></tr><tr><td>Mucina de estômago suíno Tipo II</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>M2378</td><td></td></tr><tr><td>Nistatina</td><td>Millipore&nbsp;</td><td></td><td></td>1003352658</tr><tr><td>placas de Petri&nbsp;</td><td>SLS</td><td>SLS2000</td><td></td></tr><tr><td>solução salina tamponada com fosfato&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pseudomonas isolamento agar</td><td>Millipore&nbsp;</td><td>17208</td><td></td></tr><tr><td>Sal de sódio de resazurina</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td></td><td></td>199303</tr><tr><td>ágar Sabouraud dextrose&nbsp;</td><td>Oxóide&nbsp;</td><td>CM0041</td><td></td></tr><tr><td>seleção de pinças&nbsp;</td><td></td><td></td><td>pinça de ponta fina e tecido com dentes para transferência de esferas de cerâmica</td></tr> agitação de <tr><td>pipeta</td><td></td><td></td><td></td>sorológica</tr><tr><td>e incubadoras estáticas&nbsp;</td><td></td><td></td><td>deve ser controlado por temperatura</td></tr><tr><td>Leitor de placas de microtitulação Sparks</td><td>Tecan&nbsp;</td><td></td><td>Para o ensaio de Resazurina, o leitor de placas de microtitulação deve ter os filtros apropriados ou ser um monocromador para detectar a fluorescência.</td></tr><tr><td>espectrofotômetro</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ágar Técnico (Ágar Técnico No.2 )</td><td>Oxoid&nbsp;</td><td>LP0012B&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>tetraciclina</td><td>Sigma Aldrich&nbsp;</td><td>Reticulador UV T7660</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Espectrolina&nbsp;</td><td>11-992-89</td><td></td></tr><tr><td>bomba de vácuo/ balão</td><td>Fisherbrand&nbsp;</td><td></td><td></td>FB12566504</tr><tr><td>banho-maria&nbsp;</td><td></td><td></td><td>deve ser capaz de manter 55 &graus; C</td></tr><tr><td>YPD caldo&nbsp;</td><td>Millipore&nbsp;</td><td>Y1375&nbsp;</td><td>Pode ser comprado pré-fabricado ou feito com os ingredientes básicos</td></tr></tbody></table>

desenvolvimento de um modelo de biofilme de colônia polimicrobiana para testar antimicrobianos na fibrose cística

Development of a Polymicrobial Colony Biofilm Model to Test Antimicrobials in Cystic Fibrosis

A simplicidade do modelo de biofilme de interface sólido-ar permite a triagem de um grande número de antimicrobianos sob diferentes condições clinicamente relevantes ao mesmo tempo. Este modelo permite a avaliação da eficácia dos antibióticos usando contagens de UFC e ensaios metabólicos em biofilmes mono e polimicrobianos a serem realizados em uma semana. Devido à natureza do modelo, ele também permite fácil manipulação das condições ambientais, como alterar a composição do meio e colocar os biofilmes sob condições anaeróbicas e de oxigênio reduzidas. Usando este modelo, mostramos mudanças na tolerância a dois antibióticos comumente usados em pwCF entre P. aeruginosa cultivada em biofilmes monoespécies e polimicrobianos (Figura 1). Paralelamente, conseguimos determinar como o tratamento antimicrobiano pode impactar a dinâmica populacional dentro dos biofilmes polimicrobianos (Figura 2).
Para realizar esses experimentos, o inóculo inicial foi preparado conforme especificado no protocolo acima, levando à formação de monoespécies estáveis e biofilmes polimicrobianos com UFC/mL reprodutíveis e pequenos desvios padrão determinados por ANOVA de uma ou duas vias. Este modelo também destacou o crescimento consistente e a recuperação de UFC, além de permitir a possibilidade de combinar essas técnicas clássicas de microbiologia com outras técnicas não realizadas neste estudo sem a necessidade de processamento sofisticado. Isso inclui imagens como vivos/mortos, visualização de matriz e análise molecular, que outros modelos tridimensionais não conseguem oferecer de maneira tão acessível (Figura 1)31. Deve-se notar que o desvio padrão esperado para UFC/mL aumenta quando os dados são exibidos como a porcentagem de sobrevida em relação à UFC/mL (Figura 1). Ao comparar a eficácia do tratamento com antibióticos entre monoespécies e biofilmes polimicrobianos, houve um aumento significativo em todas as concentrações de antibióticos necessárias para atingir 50% de morte. Um aumento de 2 log na concentração de antibióticos foi necessário para atingir esse nível de morte para meropenem e tobramicina (Figura 1). Houve também um aumento global na sobrevida de P. aeruginosa na presença de S. aureus e C. albicans no biofilme polimicrobiano quando tratado com 64 μg/mL de tobramicina, enquanto o oposto foi verdadeiro para o meropenem.
O método utilizado para determinar a actividade metabólica mede a actividade global de todo o biofilme polimicrobiano sem ser capaz de distinguir a contribuição individual de cada espécie. Por esse motivo, apenas alterações metabólicas monoespécies são mostradas para demonstrar o uso de ensaios de atividade metabólica para este modelo. Para biofilmes monoespécies houve uma forte relação entre a sobrevivência de P. aeruginosa e a atividade metabólica tanto para meropenem quanto para tobramicina (Figura 2). A utilização da atividade metabólica e da contagem de UFC das mesmas amostras permite a fácil identificação dos efeitos bacteriostáticos e bactericidas. Para biofilmes polimicrobianos, a determinação da atividade metabólica pode indicar como o direcionamento de uma espécie pode induzir um aumento geral na atividade metabólica do biofilme e, portanto, potencialmente aumentar o crescimento microbiano de outras espécies.
Embora as UFC sejam o padrão ouro para testes de sensibilidade antimicrobiana, em biofilmes polimicrobianos elas também permitem a avaliação da composição de espécies dentro do biofilme. Ao tratar P. aeruginosa em biofilmes polimicrobianos, não só podemos mostrar o aumento do MBEC50 para este organismo, mas também estabelecer o efeito que isso tem sobre as outras espécies co-isoladas (Figura 3). Isso é, por exemplo, visto com o meropenem (antipseudomonal), onde a redução de P. aeruginosa é acompanhada por um aumento nas UFC de S. aureus e C. albicans , resultando em S. aureus se tornando o organismo mais prevalente após a exposição a certas concentrações de antibióticos (Figura 3A). Isso destaca a importância de considerar a natureza polimicrobiana do biofilme devido ao aumento potencial no tamanho da população de outras espécies causadoras de doenças ao tratar um patógeno específico.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig01.jpg"> 
Figura 1: Variação na tolerância antimicrobiana de P. aeruginosa ao meropeném e tobramicina entre biofilmes mono e polimicrobianos cultivados no modelo de interface sólido-ar. P. aeruginosa PAO1 cultivada em biofilmes mono ou polimicrobianos com S. aureus e C. albicans foi estabelecida usando os modelos de interface sólido-ar por 24 h em SCFM2. Os biofilmes foram tratados com uma faixa de concentrações de (A) meropenem ou (B) tobramicina de 0,125 μg / mL a 64 μg / mL, juntamente com um controle sem antibióticos. A UFC/mL de cada biofilme foi determinada. P. aeruginosa As UFC foram determinadas em PIA e convertidas em porcentagem de sobrevida usando o controle negativo como 100% de sobrevida. As barras de erro denotam desvio padrão e cada ponto de dados é derivado de 3 repetições biológicas, cada uma com três repetições técnicas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig02.jpg"> 
Figura 2: Variação na atividade metabólica de biofilmes de P. aeruginosa na presença de meropenem ou tobramicina cultivados no modelo de interface sólido-ar. P. aeruginosa Os biofilmes PAO1 foram cultivados em SCFM2 no modelo de interface sólido-ar, e uma faixa de concentrações de (A) meropenem ou (B) tobramicina de 0,125 μg/mL a 64 μg/mL foram adicionadas junto com um controle sem antibióticos. A placa foi lida fluorescentemente com excitação de 540 nm e emissão de 590 nm a cada 30 min. A porcentagem de atividade metabólica foi calculada determinando a porcentagem dessa atividade em cada amostra tratada com antibióticos em comparação com o controle sem antibióticos. As barras de erro denotam desvio padrão e cada ponto de dados é derivado de 3 repetições biológicas, cada uma com três repetições técnicas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67213/67213fig03.jpg"> 
Figura 3: Impacto nas contagens totais de UFC de P. aeruginosa, S. aureus e C. albicans recuperados do modelo de interface sólido-ar polimicrobiano após tratamento antimicrobiano. S. aureus e C. albicans foram cultivados em SCFM2 no modelo de interface sólido-ar. P. aeruginosa foi adicionado e uma faixa de concentrações de 0,125 μg / mL a 64 μg / mL de (A) meropenem ou (B) tobramicina foram adicionadas aos biofilmes juntamente com um controle sem antibióticos. A UFC/mL de cada biofilme foi determinada. As barras de erro denotam desvio padrão, e cada ponto de dados foi derivado de 3 repetições biológicas, cada uma com três repetições técnicas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/67213fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Figura suplementar 1: Estabelecimento e fluxo de trabalho do modelo de interface sólido-ar. Representação gráfica do estabelecimento do modelo de interface de ar sólido, interrupção de biofilme e saídas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67213/Supplementary%20figure%201.zip" target="_blank">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>

Desenvolvimento de um modelo de biofilme de colônia polimicrobiana para testar antimicrobianos na fibrose cística

A range of bacteria biofilm models exist for the testing of antibiotics. However, many of these are limited to a single experimental output, such as ...

development-polymicrobial-colony-biofilm-model-to-test-antimicrobials

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Imunologia e Infecção

Este fluxo de trabalho pode ser usado para realizar testes de suscetibilidade a antibióticos usando um modelo ex vivo estabelecido de biofilme bacteriano nos pulmões de indivíduos com fibrose cística. O uso deste modelo poderia aumentar a validade clínica dos ensaios de IMC (concentração mínima de erradicação de biofilmes).

Teste de Eficácia de Antibióticos em um Modelo Ex vivo de Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus Biofilms no Pulmão da Fibrose Cística

Este protocolo descreve um modelo de biofilme polimicrobiano de quatro espécies relevante para o pulmão de fibrose cística (FC) que pode ser usado para explorar o impacto das interações bacterianas entre espécies.

Cultivo de um biofilme polimicrobiano relevante para fibrose cística para sondar fenótipos da comunidade

Este estudo descreve uma estrutura para o desenvolvimento de um modelo de biofilme polimicrobiano agregado e otimização de um protocolo de extração de RNA para avaliar a expressão gênica de Pseudomonas aeruginosa refletindo o ambiente pulmonar de fibrose cística. As aplicações incluem a avaliação dos efeitos antimicrobianos e o estudo de alternativas antibióticas em condições relevantes para a fibrose cística.

Modelo de biofilme agregado de fibrose cística para estudar a expressão gênica relevante para infecção

O Colon ascendens Stent peritonite (CASP) é um modelo altamente padronizado para sepse abdominal polimicrobianas em roedores. Este artigo descreve o procedimento cirúrgico de CASP. O modelo CASP e suas variantes permitem a investigação sistemática de vários problemas a respeito do assunto da sepse.

Colon ascendens Stent peritonite (CASP) - um modelo padronizado para sepse abdominal polimicrobianas

Testes de susceptibilidade antimicrobiana Atualmente, o diagnóstico baseia-se no crescimento planctônico dos isolados em ricas em nutrientes, condições aeróbicas. Aqui, nós utilizamos um meio de escarro alternativa artificial para estudar susceptibilidade antimicrobiana de biofilmes de Pseudomonas aeruginosa em ambas as condições de aerobiose e microaerofilia mais representativas do pulmão da fibrose cística.

Uso de meio de escarro Artificial para testar a eficácia antibiótica contra<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Em condições mais relevantes para o Pulmão Fibrose Cística

Descreve-se o método de ágar-esferas de estabelecer infecção das vias aéreas persistente a longo prazo crônica Pseudomonas aeruginosa no modelo de mouse.

Crônica de Longo Prazo<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Infecção das vias aéreas em ratos

Aqui, apresentamos protocolos para rastrear e caracterizar rapidamente enzimas quanto à atividade antimicrobiana. O ensaio de difusão em microlâminas e o ensaio de liberação de corante utilizam substratos bacterianos alvo para avaliação qualitativa e quantitativa da atividade enzimática.

Qualitativos e quantitativos Os ensaios para a detecção e caracterização de antimicrobianos Proteína

Este protocolo descreve a visualização do desenvolvimento do biofilme após a exposição a fatores do hospedeiro usando um modelo de câmara de lâminas. Este modelo permite a visualização direta do desenvolvimento do biofilme, bem como a análise dos parâmetros do biofilme usando programas de software de computador.

Visualizando os Efeitos de escarro no desenvolvimento de biofilmes usando um modelo Chambered lamela

O método aqui descrito permite a visualização da ativação da inflamação dependente do promotor de IL-8 nos pulmões de camundongos através de imagem de bioluminescência não-invasiva (BLI). O mesmo animal pode ser submetido a BLI várias vezes por até dois meses a partir do momento da entrega da construção repórter de luciferase.

Um modelo de mouse transiente Transientized IL-8 para o<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoramento de Longo Prazo de Respostas Inflamatórias

Aqui descrevemos um modelo murino diabético romance utilizando camundongos sem pelos para monitoramento em tempo real, não-invasivo, de infecções de ferida biofilme bioluminescentes Pseudomonas aeruginosa. Esse método pode ser adaptado para avaliar a infecção de outras espécies bacterianas e microrganismos geneticamente modificados, incluindo várias espécies biofilmes e testar a eficácia das estratégias de antibiofilm.

Venha para o lado da luz: In Vivo monitoramento de infecções por Pseudomonas aeruginosa biofilme em feridas crônicas em um modelo murino Hairless diabética

Aprenda a desenvolver um modelo de biofilme polimicrobiano para fibrose cística usando Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Candida albicans. Este método permite testar antimicrobianos com maior relevância clínica.

Desenvolvimento de um modelo de biofilme de colônia polimicrobiana para testar antimicrobianos na fibrose cística

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