Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Анализ агар-резазурина древесного угля для оценки активности тестового соединения в отношении микобактерий

1.1K просмотров

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Источник: Gold, B. et al., Визуализация анализа агар-резазурина древесного угля для полуколичественного подсчета микобактерий со средней пропускной способностью. J. Vis. Exp. (2016)

Это видео демонстрирует анализ резазурина древесного угля (CARA) для оценки активности антимикробных соединений против Mycobacterium tuberculosis. CARA помогает оценить эффективность этих соединений, измеряя их влияние на рост бактерий и различая бактерицидные и бактериостатические эффекты.

Протокол

1. Настройка реплицирующихся и нереплицирующихся анализов MIC90

  1. Инокулируйте M. tuberculosis, M. bovis BCG или M. smegmatis с наружным диаметром580 0,01-0,1 и расширяйте до средней логарифмической фазы (OD580 ~0,5) в Middlebrook 7H9-ADN (Middlebrook 7H9, содержащий 0,2% глицерина, 0,2% декстрозы, 0,5% альбумина и 0,085% NaCl) или 7H9-OADC (Middlebrook 7H9, содержащий 0,2% глицерина и 10% добавки OADC).
  2. M. tuberculosis и M. bovis BCG выращивают в виде ~20 мл стоячих культур в колбах для клеточных культур и M. smegmatis с встряхиванием в полипропиленовых круглодонных (культура 4 мл) или в конических центрифужных пробирках по 50 мл (культура 10-20 мл). Патогенные микобактерии инкубируют при 37 °C с 20%O2 и 5%CO2, а M. smegmatis при 37 °C с 20%O2.
  3. Постановка эксперимента в стиле минимальной ингибиторной концентрации (MIC90) в условиях реплицирующихся и нереплицирующихся (рис. 1).
    заметка: Испытуемые агенты обычно анализируются в дубликатах или четверках, чтобы можно было протестировать 4 или 2 соединения, соответственно, на 96-луночный микропланшет. Например, в 96-луночном планшете один испытуемый агент может быть проанализирован в строках A-D, а другой — в рядах E-H. ДМСО (носитель) указан в столбцах 1, 2 и 12, а серия разведения испытательного агента идет от столбца 3 (самая низкая концентрация) до столбца 11 (самая высокая концентрация). В анализах типа MIC90 обычно используется серия 2-кратного разведения. Для микобактерий доступно множество нереплицирующихся моделей, и в иллюстративных целях мы используем мультистрессовую модель нерепликации.
    1. Для реплицирующего анализа распределите 200 мкл клеток в 7H9-ADN с наружным диаметром580 0,01 во все лунки 96-луночного планшета с прозрачным дном, обработанным тканевой культурой.
    2. Для нереплицирующегося анализа клетки дважды промывают в фосфатно-солевом буфере (PBS), содержащем 0,02% тилоксапола, и ресуспендируют клетки в нереплицирующейся среде (0,05% KH2PO4, 0,05% MgSO4, 0,005% цитрата железа аммония, 0,0001% ZnCl2, 0,1% NH4Cl, 0,5% BSA, 0,085% NaCl, 0,02% тилоксапола, 0,05% бутирата; pH скорректирован до 5,0 с 2 N NaOH).
      1. Разбавляют клетки до OD580 0,1 в нереплицирующейся среде и добавляютNaNO2 из свежеприготовленного бульона 1М до конечной концентрации 0,5 мМ.
      2. Распределите 200 мкл клеток с наружным диаметром580 0,1 во все лунки 96-луночного планшета с прозрачным дном, обработанным тканевой культурой.
        заметка: Готовьте составные разведения в виде 100-кратных исходных растворов в ДМСО. Таким образом, для типичного планшета MIC, проверяющего воздействие молекулы при конечной концентрации 0,4-100 мкг/мл, потребуются исходные растворы 0,04-10 мг/мл в ДМСО.
    3. Добавьте 2 мкл разведений испытуемого агента 1 в ряды А-Е и 2 мкл разведений испытуемого агента 2 в ряды Е-Н. Тщательно перемешиваем.
    4. Добавьте 2 мкл управления транспортным средством (обычно ДМСО) в контрольные лунки, столбцы 1, 2, 12 (строки A-H). Тщательно перемешиваем.
    5. Для каждого эксперимента включайте по меньшей мере один положительный контроль, такой как рифампицин в концентрации от 0,004 до 1 г/мл (реплицирующий анализ) и/или от 0,08 до 20 мкг/мл (нереплицирующий анализ).
      заметка: Использование 6-бром-1H-индазол-3-амина9 в концентрации от 0,1 до 25 мкг/мл рекомендуется в качестве контрольного соединения, обладающего селективной, NaNO2-зависимой активностью в мультистрессовой модели нерепликации.
    6. Для повторения анализов инкубируйте микропланшеты при 37 °C при 20%O2 и 5%CO2 в течение 7 дней (M. tuberculosis и M. bovis BCG) или 1-48 часов (M. smegmatis). Для мультистрессовой модели нерепликации инкубируйте микропланшеты в течение 7 дней при 37 °C при 1%O2 и 5%CO2 (M. tuberculosis и M. bovis BCG).

2. Инокуляция микропланшетов CARA

  1. В моменты времени, когда CARA будет использоваться в качестве считывателя, осторожно ресуспендируйте содержимое лунки пробирной пластины типа MIC90 с помощью многоканальной пипетки p200 объемом 50-75 мкл. Сделайте пипетку вверх и вниз не менее 5-10 раз и осторожно вращайте содержимое лунки круговыми движениями с помощью наконечников пипеток.
  2. Перенесите 10 мкл содержимого пробирной лунки на микропланшет CARA. Убедитесь, что порядок содержимого лунки на пробирной пластине совпадает с порядком содержимого лунки микропланшета CARA. Избегайте разбрызгивания во время переноса и убедитесь, что 10 μл находятся в середине микропланшетных лунок CARA. Убедитесь, что 10 мкл всасываются в микропланшет CARA.
    заметка: Перед обнаружением пятнистых клеток на микропланшетах CARA не требуется никаких разведений.
  3. Обвяжите стопки микропланшетов CARA пластинчатой лентой, а затем поместите их в закрывающийся пластиковый пакет. Инкубируйте микропланшеты CARA при 37 °C с 20%O2 (M. smegmatis) или 1%O2 и 5% CO2 (M. tuberculosis и M. bovis BCG).
  4. Для M. tuberculosis и M. bovis БЦЖ реплицирующие анализы: инкубировать в течение 7 дней; для M. tuberculosis и M. bovis БЦЖ нереплицирующими анализами инкубировать 10 дней; для M. smegmatis реплицирующими анализами инкубировать 1-2 дня; для M. smegmatis с нереплицирующимися анализами инкубировать 2-3 ><дня ПРИМЕЧАНИЕ: Время является приблизительным и может быть изменено соответствующим образом для различных повторяющихся, невоспроизводимых и напряженных условий.

3. Разработка микропланшетов CARA

  1. Развивайте микропланшеты CARA, когда на отрицательных (носительных) контрольных лунках видна пленка бактериального роста или более крупных макроскопических колоний.
    заметка: После длительной инкубации лунки микропланшетов CARA часто кажутся сухими, и мы рекомендуем предварительно смачивать содержимое лунок стерильным PBS. Это служит для предотвращения поглощения резазурина древесным углем, что может привести к низкой флуоресценции или колебаниям от скважины к скважине.
  2. Используя один набор из 12 наконечников p200 с многоканальной пипеткой, распределите 40 мкл стерильного PBS вдоль боковых сторон лунок и позвольте PBS распределиться по верхним слоям агар/бактериальных микроколоний.
  3. Приготовьте проявляющий реагент CARA, смешав 5 мг резазурина (0,01% окончательного) и 50 мл 5% Tween-80 в PBS. Вихревой и стерильный фильтр.<бр/> заметка: Альтернативный проявляющий реагент CARA может быть получен путем смешивания коммерчески приготовленного жидкого раствора резазурина в соотношении 1:1 (об/об.) с 10% Tween80 в PBS.
  4. Добавьте 50 мкл свежеприготовленного проявляющего реагента CARA в каждую лунку микропланшета CARA с помощью 12-канальной пипетки. Несколько раз переведите каменные плиты вперед и назад, чтобы распределить реагенты по агару и бактериальному мату в каждой лунке.
  5. Поместите планшеты в закрывающийся пластиковый пакет и инкубируйте при температуре 37 °C в течение не менее 30 минут для M. smegmatis и 45-60 минут для M. tuberculosis или M. bovis BCG.
    заметка: Если контрольные колодцы автомобиля не становятся розовыми в течение первого часа, пластины можно повторно упаковать в мешки и инкубировать в течение более длительных периодов времени.
  6. Перед считыванием показаний флуоресценции поместите микропланшеты CARA в биозащитный колпак на 15 минут при комнатной температуре, сняв крышки. При использовании спектрофотометров BSL3 вне шкафа биобезопасности наклейте на пластину наклейку оптического качества ПЦР и плотно запечатайте, аккуратно надавливая на поверхность наклейки мягким бумажным полотенцем.
  7. Определение флуоресценции с помощью верхнего считывания с возбуждением на длине волны 530 нм и излучением на длине волны 590 нм. Заболачивать тарелку не нужно.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

figure-results-1
Рисунок 1: Схема анализа бульона MIC90 и CARA с ожидаемыми результатами. Результаты MIC90 и CARA представлены для 8 возможных видов деятельности. Цветовая кодировка для микропланшетов MIC90 — белый (без роста) и коричневый (рост), а для микропланшетов CARA — черный (без флуоресценции) и розовый (флуоресценция резоруфина). Данные носят гипотетический х...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Миддлбрук 7H9Бектон ДикинсонNo 271310 (Английский
Миддлбрук 7H11Бектон ДикинсонNo 298810 (Английский
Миддлбрук OADCБектон Дикинсон212351
BSA, тепловой шокРош3118958001
Активированный угольсигма
PBS, Ca2+ и Mg2+ от Dulbecco freeЛайф Технологии / Инвитроген14190-144
Подросток 80сигмаП8074
РифампицинсигмаР3501
6-бром-1H-индазол-3-аминАльфа АэсарН34095
Калийфосфат одноосновнойсигмаП0662
Сульфат магния, гептагидратсигмаМ1880
Цитрат железа и аммониясигмаФ5879
Сульфат цинка, гептагидратсигмаЗ0251
нашатырьсигмаА9434
Масляная кислота, жидкаясигмаB103500
Порошок резазуринасигмаР7017
Хлорид натрияДжей Ти Бейкер4058-01
Приготовленный раствор резазуринаИнвитрогенDAL1100
спектрофотометрМолекулярные приборыМ5
96-лунка, микропланшеты, обработанные культурой тканейКорнингNo 3595
Резервуары для реагентовВВР89094-678
Многоразовые пластиковые пакетыВВР395-94602 (Английский)
14 мл Полипропиленовые пробирки с круглым дномКорнинг352059
Коническая центрифужная пробирка объемом 50 млКорнингNo 352070 (Английский
75 см2 Колба для клеточных культурКорнинг431464У
) ) гг. )

Теги

Mycobacterium tuberculosisMiddlebrook 7H9