Слизь, закупоренная воздухоносами пациентов с муковисцидозом (CF), является идеальной средой для развития микробных патогенов. В рукописи описан новый метод изучения микробиома легкого CF в среде, которая имитирует, где они вызывают заболевание, и как изменения химических условий могут стимулировать микробную динамику.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Модель WinCF - недорогой и увлекательный микрокосм слизистой бронхиолы для изучения микробиологии легких
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Многие хронические заболевания дыхательных путей в результате закупорки слизи из дыхательных путей. Лёгкий человек с муковисцидозом является примерным случаем, когда их слизистые пробками бронхиол создают благоприятную среду обитания для микробной колонизации. Различные патогенные микроорганизмы процветают в этой среде взаимодействующего друг с другом и движущие многими из симптомов, связанных с болезнью CF. Как и любой микробного сообщества, химические условия их обитания оказывают значительное влияние на структуру и динамику сообщества. Например, различные микроорганизмы процветают в различных уровнях кислорода или других концентраций растворенного вещества. Это также верно и в CF легких, где концентрация кислорода, как полагают, диск сообщества физиологию и структуру. Методы, описанные здесь, предназначены для имитации среды легкой и расти патогенных образом более похожи на то, из чего они вызывают заболевание. Манипулирование химического окружения этих микробов затем используется для изучения того, как в КемиИнтенсивность инфекций легкого определяет ее микробную экологию. Метод, называемый системой WinCF, основан на искусственной среде мокроты и узких капиллярных трубках, предназначенных для обеспечения градиента кислорода, подобного тому, который существует в слизистых бронхиолах. Манипулирование химическими условиями, такими как рН среды мокроты или давлением антибиотиков, позволяет визуализировать микробиологические различия в этих образцах с использованием цветных индикаторов, наблюдать за образованием газа или биопленки или экстрагировать и секвенировать содержание нуклеиновых кислот в каждом образце.
Введение
Описано в этой рукописи метод называют систему WinCF 1. Общая цель WinCF заключается в создании экспериментальной установки, способную моделировать среду слизи заполненных бронхиол легкихов. Это позволит для послушной системы для изучения микробных возбудителей заболеваний легких с гиперсекреции слизи фенотипа в том числе муковисцидоз (CF), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), астма и другие. Процедура была разработана специально для изучения CF, который характеризуется мутациями , которые вызывают выделения легких , чтобы стать толстыми и трудно очистить, в конце концов заполнение бронхиолы и другие небольшие проходов со слизью
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Подготовка запасов для искусственного мокроты СМИ
- Создание 5% раствора муцин. Добавить 1,0 г обезвоженного желудка свиньи муцин до 20 мл деионизированной воды. Автоклав полученного раствора.
Примечание: муцин стерилизация разрушит присущую структуру; другие способы стерилизации муцина в сухой форме включают в себя УФ-облучение и стерилизацию. Эти методы не были широко использованы для системы WinCF однако. - Добавьте 2,2 г KCl до 50 мл деионизированной воды и обеспечить растворение. Добавить 5,0 г NaCl до 50 мл деионизированной воды и обеспечить растворение. Автоклав эти два решения.
- Добавляют 100 мг ДНК спермы лосося 10 мл стер....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Микробиологический рост через различные химические условия, индуцируемые в пробах с резко в некоторых случаях и более тонко в других варьировался. Многие изменения активности были визуально в природе, будучи очевидным, как только инкубационный период закончился. В примере манипуляции рНа, образцы по всему спектру рН изменялись в значительной степени, как показаны несколько факторов, которые стали очевидными после инкубации. Когда ни один из образцов мокроты не были добавлены в средствах .......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Микробиологический состав легкого с CF содержит большое разнообразие организмов, но условия в легких , вероятно , оказывают значительное влияние на то , что виды микробов могут выжить и процветать 13, 15. Конкретные механизмы, с помощью которых эти условия изменяются и точные эффекты у них есть на микробиомом легких, как правило, в настоящее время неясным. В этой экспериментальной методике, мы приводим анализ микробиологических изменений, основанных на манипулир.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Авторы хотели бы отметить Vertex Pharmaceuticals и Премию за инновации в области кистозного фиброза для финансирования Р. Куинна и NIH / NIAID для финансирования гранта 1 U01 AI124316-01, подхода системной биологии к лечению мультирезистентных патогенов. Мы также хотели бы поблагодарить Департамент механической и аэрокосмической инженерии UCSD за курс обучения старшему инженерному делу в области машиностроения для содействия сотрудничеству с инженерными аспектами этой работы.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Капиллярные трубки с цветовой кодировкой | Fisher Scientific | 22-260943 | |
| Cha-seal Tube Sealing Compound | Kimble-Chase | 43510 | |
| Муцин из свиного желудка | Sigma | M1778 | |
| Ферритин, катионизированный из лошадиной селезенки | Sigma | F7879 | |
| Сперма лосося ДНК Соль натрия (сонутая) | AppliChem Panreac | A2159 | |
| MEM Заменимые аминокислоты | Corning cellgro | 25-025-CI | |
| MEM Аминокислоты | Cellgro | 25-030-CI | |
| Эмульсия яичного желтка, 50% | Dalynn Biologicals | VE30-100 | |
| Хлорид калия | Fisher Scientific | P2157500 | |
| Хлорид натрия | Fisher Scientific | S271500 | |
| Центрифужные пробирки 15 мл с напечатанными градуировками и плоскими колпачками | VWR | 89039-666 | |
| Центрифужные пробирки объемом 50 мл с напечатанными градуировками и плоскими колпачками | VWR | 89039-656 | |
| Микроцентрифужные пробирки объемом 1,5 мл | Corning | MCT-150-R | |
| 2,0 мл Микроцентрифужные пробирки | Corning | MCT-200-C |
Ссылки
- Quinn, R. A., et al. A Winogradsky-based culture system shows an association between microbial fermentation and cystic fibrosis exacerbation. ISME J . 9, 1024-1038 (2015).
- Quinton, P. M. Cystic fibrosis: impaired bicarbonate secreti....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
