Методическая статья

Микроразведка бульона in vitro для скрининга противогрибковых соединений

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: de-Souza-Silva, C. M., et al. Скрининг микроразведения бульона in vitro: простой и быстрый метод обнаружения новых противогрибковых соединений. J. Vis. Exp. (2018).

Это видео демонстрирует анализ in vitro для скрининга противогрибковых соединений с использованием анализа микроразведения бульона. Исследуемые соединения серийно разводят в микротитровальной тарелке и инкубируют с грибковым посевником. После инкубации планшет осматривают на предмет лунок без видимого роста грибков для оценки противогрибкового потенциала исследуемых соединений и их минимальной ингибирующей концентрации (MIC).

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Решения и медиа

  1. Приготовьте 2X Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 среду, фосфатно-солевой буфер (PBS), бульон декстрозы Сабуро и агар декстрозы Сабуро, как показано в таблице 1.

2. Условия роста грибкового инокулята

  1. Храните все штаммы грибов в замороженном виде в 35% глицерине при температуре -80 °C до тех пор, пока они не понадобятся.
  2. Перед каждым экспериментом выполняйте следующие действия.
    1. Для штаммов Candida albicans:
      1. Разморозьте бутылочку и перелейте от 200 до 10 мл бульона декстрозы Сабуро в стерильную полипропиленовую пробирку объемом 50 мл с крышкой и заквашивайте на ночь при температуре 30 °C с перемешиванием (200 об/мин). Не забудьте наклонить трубку и оставить крышку слегка открытой для лучшей аэрации культуры.
    2. Для штаммов Cryptococcus neoformans:
      1. Соскребите замерзшую поверхность флакона с бульоном. Поместите клетки на агаровые планшеты с декстрозой Сабуро и инкубируйте в течение 48 ч при 30 °C. После видимого роста изолированных колоний держите пластины в холодильнике (4 °C) закрытыми парафиновой пленкой до 15 дней.
      2. Соберите изолированную колонию среднего размера из планшета с помощью стерильной зубочистки или стерильной инокуляционной петли и введите 10 мл бульона декстрозы Сабуро в стерильную коническую пробирку объемом 50 мл. Инкубировать в течение примерно 24 ч при 30 °C при перемешивании (200 об/мин).
      3. Не превышайте 24-часовую инкубацию. Не забудьте наклонить трубку и оставить крышку слегка открытой для лучшей аэрации. Всегда полезно стандартизировать стадию роста клеток перед каждым тестом, поскольку это важный фактор, влияющий на устойчивость к противомикробным препаратам><. заметка: Оба гриба были выращены при температуре 30 °C для быстрого размножения в наших экспериментах, но температура может быть изменена в соответствии с целями исследования, например, клиническим лечением (37 °C). Самое главное, что это начальное время инкубации должно быть установлено заранее для каждого грибкового изолята и поддерживаться на протяжении всех тестов для обеспечения воспроизводимости.
  3. После роста грибков соберите клетки, центрифугируя конические пробирки при давлении 1200 x g в течение 5 минут при комнатной температуре. Выбросьте надосадочную жидкость и добавьте 10 мл PBS.
  4. Повторно суспендируйте клетки и снова центрифугируйте при 1200 x g в течение 5 минут при комнатной температуре.
  5. Повторите промывку PBS и центрифугирование еще дважды. После третьей промывки ресуспендировать клетки в 5 мл (в зависимости от размера гранул) среды 2X RPMI-1640.
  6. Приготовьте 1 мл разведения в соотношении 1:100 или 1:1000 в микроцентрифужной пробирке (в зависимости от мутности клеточной суспензии).
  7. Возьмите 10 мкл этого раствора, поместите его в камеру гемоцитометра и подсчитайте общее количество клеток в четырех угловых квадрантах под микроскопом. Рассчитайте концентрацию по формуле: (общее число ячеек/4) х коэффициент разбавления х 104 (константа разбавления в камере).
    1. Рассмотрите 100% жизнеспособность, если количество жизнеспособности и условия роста систематически коррелируют для изучаемого изолята><. заметка: Стандартизация и контроль качества показателей жизнеспособности могут быть выполнены путем нанесения покрытия в соответствии с методом минимальной ингибиторной концентрации (MIC) Европейского комитета по тестированию чувствительности к противомикробным препаратам (EUCAST) для дрожжей.
    2. Если корреляция роста/жизнеспособности для исследуемого изолята не установлена, измерьте жизнеспособность гриба, подсчитав живые клетки в гемоцитометре с помощью красителей, которые избирательно окрашивают мертвые клетки, таких как флоксин B11, трипановый синий или янус зеленый. Используйте грибковые клетки для этого протокола только в том случае, если жизнеспособность популяции на этом этапе составляет 90% или выше><. ПРИМЕЧАНИЕ: Мертвые/живые красители могут не очень хорошо работать с выбранным грибком. Пожалуйста, проверьте их перед использованием. Например, трипановый синий краситель плохо работает с C. neoformans.
  8. После этого приготовьте клеточные суспензии в среде 2X RPMI-1640 (2X скорректированный посевной материал в среде RPMI-1640). Для 96-луночных планшетов учитывайте объем 5 мл для каждого планшета.
    1. Для всех штаммов C. albicans приготовьте суспензию стандартных клеток в концентрации 4 x 103 клеток/мл. Эта концентрация в 2 раза превышает конечную концентрацию клеток в каждой лунке (2 x 103 клеток/мл).
    2. Для штаммов C. neoformans готовят исходную культуру клеток 2 x 10 4 клеток/мл. Эта концентрация в два раза превышает конечную концентрацию клеток в каждой лунке (1 x 104 клеток/мл).
    3. Для других грибов проводите тест с известным противогрибковым препаратом, концентрация которого будет идеальной для конкретного исследования в зависимости от времени инкубации. Учитывайте метаболизм и время размножения гриба.

3. Пептиды (неизвестный агент)

  1. Храните лиофилизированные пептиды при температуре -20 °C и растворяйте их в деионизированной воде перед каждым экспериментом. Максимальное время хранения после растворения в воде будет зависеть от природы каждого пептида.
  2. Приготовьте аликвоты с максимальной конечной концентрацией, в два раза превышающей конечную концентрацию, проверенную в анализе (2X). В идеале приготовьте небольшое количество аликвот с достаточным количеством пептида для одноразового использования, чтобы избежать циклов замораживания-размораживания.
    заметка: Выбор концентрации должен основываться на литературе и свойствах пептида. Рекомендуется начинать серийные разведения с приблизительно 100 мкМ пептида, а затем уменьшать или увеличивать этот диапазон концентраций в зависимости от полученных результатов.

4. Референсные противогрибковые препараты (положительный контроль)

  1. Для растворов, разведенных в воде: приготовьте раствор 2X с самой высокой концентрацией анализа (см. Раздел 5: Противогрибковый анализ для этапов разведения).
    1. Для штаммов C. albicans готовят раствор из 128 мкг/мл флуконазола или 128 мкг/мл каспофунгина. Концентрация в планшетах для обоих будет составлять 64 мкг/мл.
    2. Для штаммов C. neoformans приготовьте раствор из 32 мкг/мл амфотерицина B (водорастворимый раствор). Концентрация в планшетах составит 16 мкг/мл.
      Примечание: Обычно амфотерицин В разводят в диметилсульфоксиде (ДМСО), так как это противогрибковое средство плохо растворяется в воде. Тем не менее, существуют водорастворимые препараты амфотерицина В, коммерчески доступные.
  2. Для противогрибковых средств, разведенных в органическом растворителе: приготовьте 100-кратный стоковый раствор в ДМСО, затем разбавьте его до 10-кратного количества в воде для использования.
    заметка: Таким образом, в скважине конечная концентрация ДМСО не превысит 1%. Лунка, в которой грибок будет расти в среде, содержащей 1% ДМСО, в качестве контроля требуется, учитывая, что некоторые грибы плохо переносят такую концентрацию растворителя. Помните, что ДМСО является светочувствительным, поэтому накройте пластину фольгой или поместите ее в темную камеру на время инкубационного периода.

5. Противогрибковый анализ

ПРИМЕЧАНИЕ: Противогрибковые анализы in vitro проводятся на основе теста на чувствительность к микроразведению бульона из рекомендаций M27-A3 Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI) с некоторыми изменениями.

  1. Готовят двукратное серийное разведение каждого пептида и контролируют противогрибковые препараты в 96-луночных полистирольных микропланшетах до конечного объема 50 мкл.
    1. С помощью пипетки добавьте 100 мкл противогрибкового препарата/пептида в концентрации в 2X от максимальной желаемой конечной концентрации в столбцах 1-3, в строке А.
    2. С помощью многоканальной пипетки добавьте 50 мкл стерильной воды в другие лунки рядами от B до H.
    3. Удалите 50 мкл лунок с самой высокой концентрацией (ряд А), переведите в следующую лунку следующей концентрации (ряд В) и гомогенизируйте.
    4. Повторяйте вышеуказанные действия до лунки с наименьшей концентрацией и выбросьте 50 мкл этой лунки (строка H). Оставьте в столбцах 11 и 12 (строки A, B, C) только воду для контроля пустоты или для контроля отрицательного/роста.
    5. Добавьте 50 мкл 2-кратно скорректированного инокулята в среде RPMI-1640 в каждую лунку (столбцы 1-3 плюс столбец 11 (отрицательный/контроль роста)); конечная концентрация для C. albicans составит 2 x 103 клеток/мл, а конечная концентрация для штаммов C. neoformans составит 104 клеток/мл.
    6. Подготовьте заготовки для контроля (50 мкл воды + 50 мкл среды 2X RPMI-1640 без клеток) и отрицательных/растительных регуляторов (50 мкл воды + 50 мкл скорректированного инокулята 2X RPMI-1640 среды без противогрибкового средства) и загрузите их в луночный планшет, как описано выше.
  2. Повторите процедуру для каждого тестируемого соединения и выбранного противогрибкового средства борьбы (колонки 4-10).
    заметка: Серийные разведения могут быть выполнены вертикально, как в эксперименте ниже, или горизонтально в планшете (т.е., если количество разведений данного соединения/экстракта, которое необходимо проверить, составляет восемь или более).
    1. Если соединения, референтные препараты или любой из его компонентов являются фоточувствительными, проводите анализ при сниженном освещении, накрывайте планшеты фольгой или помещайте в темную камеру во время инкубации.
  3. Примите во внимание следующие необязательные рекомендации.
    1. Закройте пластину прозрачной крышкой, обеспечивающей газообмен, так как это помогает уменьшить испарение.
    2. Поместите пластину во влажную камеру, это также поможет уменьшить испарение.
  4. Планшеты инкубируют при 37 °C в течение 24 ч или 48 ч для всех штаммов C. albicans и в течение 48 ч при встряхивании со скоростью 200 об/мин для C. neoformans. Нижний конечный объем (100 μл) предотвращает утечку.
    заметка: Существенной разницы между показаниями MIC через 24 ч и 48 ч для штаммов C. albicans не наблюдалось. Тем не менее, показания в 48 часов легче визуализировать.
  5. Наблюдайте за всеми лунками с помощью инвертированного оптического микроскопа до инкубационного периода и после него, чтобы проверить изменения в морфологии, а также проверить признаки загрязнения.
    заметка: Показания могут быть сделаны визуально и сфотографированы в конце эксперимента. Перед каждым снятием слегка гомогенизируйте пластину. Чтение также может быть выполнено путем измерения его наружного диаметра на длине волны 600 нм, если не наблюдаются скопления клеток или филаментация.
  6. Проводите эксперименты не менее трех раз в разные даты.

Таблица 1. Подготовка сред и реагентов.

Терпимаяподготовка
2X Мемориальный институт Розуэлл Парк (RPMI) 1640 средний – 500 мл10,4 г RPMI-1640 (с добавлением L-глютамина и фенола красного; без бикарбоната)
330 мМ 3-(N-морфолино) пропансульфоновая кислота (MOPS)
Настройка pH до 7,0 с помощью NaOH
Стерилизация фильтрацией (фильтр 0,22 μM)
Фосфатный буферный раствор (PBS)137 мМ NaCl
2,7 мМ KCl
10 мМ Na2HPO4
2 мМ КН2ГО4
Автоклав при 121°C в течение 15 минут.
Отвар декстрозы Sabouraud15 г порошка на 500 мл дистиллированной воды.
Настройка pH до 7,0 с помощью NaOH
Автоклав при 121°C в течение 15 минут.
Сабуро Декстроза Агар32,5 г порошка в 500 мл дистиллированной воды.
Настройка pH до 7,0 с помощью NaOH
Автоклав при 121°C в течение 15 минут.

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

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Носители и реагенты
RPMI 1640 среда с L-глутамином, без бикарбоната натрияТермо Фишер31800-022 (Английский)
3-(N-морфолино)пропансульфоновая кислота (MOPS)Сигма-ОлдричИспользуется для буферизации среды 2X RPMI
Хлорид натрия (NaCl)Динамика1528-1137 мМ для фосфатно-солевого буфера (PBS)
Хлорид калия (KCl)Джей Ти Бейкер3040-012,7 мМ для фосфатно-солевого буфера (PBS)
Двухосновной фосфат натрия (Na2HPO4)Сигма-ОлдричV00012910 мМ для фосфатно-солевого буфера (PBS)
Дигидрофосфат калия (KH2PO4)Сигма-Олдрич602302 мМ для фосфатно-солевого буфера (PBS)
BD Difco Sabouraud бульон декстрозыБДNo 238230
BD Difco Sabouraud Декстроза АгарБДNo 210950 (Английский
глицеринСигма-ОлдричV00012335%
Стерильная вода
Противогрибковые препараты
Амфотерицин ВСигма-ОлдричА2942
ФлуконазолСигма-ОлдричФ8929
КаспофунгинСигма-ОлдричPHR1160
Пластмасс
Коническая трубка 50 млСарштедтNo 62.547.254 (Английский)
Блюдо петриЯ.Пролаб0304-5
Планшет на 96 лунокКорнингNo 3595
Резервуар для стерильного раствораКАСВИК30-208Используйте для пипетирования растворов с помощью многоканального пипета
Оборудование и другие материалы
оптический микроскопКомпания NikonЭ200МВ
ЦентрифугаТермо ФишерМегафуге 16Р
инкубаторТехнология Ethik403-3DУстановите на 37° C
шейкерНаучный центр Нью-БрансуикаExcella E25Установка на 37° C, 200 об/мин
Камера для подсчета ячеек, NeubauerBOECO ГерманияБЭК 13
Многоканальный пипеткаHTL5123
гг. )

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи