Протокол описывает выращивание кросс-царства биопленок, состоящий из Candida Albicans и Streptococcus mutans и представляет конфокальную микроскопию на основе метода для мониторинга внеклеточного рН внутри этих биопленок.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Протокол описывает выращивание кросс-царства биопленок, состоящий из Candida Albicans и Streptococcus mutans и представляет конфокальную микроскопию на основе метода для мониторинга внеклеточного рН внутри этих биопленок.
Кросс-царство биопленки, состоящие из грибковых и бактериальных клеток участвуют в различных заболеваний полости рта, таких как эндодонтические инфекции, пародонтит, слизистой инфекции и, прежде всего, раннего детства кариеса. Во всех этих условиях рН в матрице биопленки воздействует на взаимодействие микробов-хозяина и, таким образом, прогрессирование болезни. Настоящий протокол описывает конфокальный метод на основе микроскопии для мониторинга динамики рН внутри кросс-царства биопленок, включая Candida Albicans и Streptococcus mutans. РН-зависимый спектр двойного излучения и окрашивающие свойства социеметрического зонда C-SNARF-4 используются для определения капель рН во внеклеточных областях биопленок. Использование коэффициента рН с зондом требует тщательного выбора параметров изображения, тщательной калибровки красителя и осторожной, пороговой постобработки данных изображения. При правильном использовании метод позволяет быстро оценивать внеклеточный рН в различных областях биопленки и, таким образом, мониторинг как горизонтальных, так и вертикальных градиентов рН с течением времени. В то время как использование конфокальной микроскопии ограничивает профилирование до тонких биопленок размером 75 мкм или менее, использование коэффициента рН идеально подходит для неинвазивного изучения важного фактора вирулентности в биопленках кросс-царства.
Кросс-царство биопленки, состоящие как грибковых и бактериальных видов участвуют в нескольких патологических условиях в полости рта. Candida spp. часто были изолированы от эндодонтических инфекций1 и от пародонта поражений2,3. В слизистых инфекций, стрептококковых видов из группы мит, были показаны для повышения грибковой биопленки формирования, ткани вторжения, и распространение в обоих в пробирке и морин модели4,5,6,7. Самое интересное, устные перевозки Candida spp. было доказано, что связано с распространенностью кариеса у детей8. Как показано в моделях грызунов, симбиотические отношения между Streptococcus mutans и Candidas albicans увеличивают выработку внеклеточных полисахаридов и приводят к образованию более толстых и кариогенных биопленок9,10.
Во всех вышеупомянутых условиях, раннего детства кариеса, в частности, биопленка рН имеет важное значение для прогрессирования заболевания, и выдающаяся роль биопленки матрицы для развития ацидогенной микросреды11 требует методологии, которые позволяют изучать изменения рН внутри кросс-царства биопленки. Были разработаны простые и точные подходы на основе конфокальной микроскопии для мониторинга рН внутри бактериальных12 и грибковых13 биопленок. С соотношением метрического красителя C-SNARF-4 и пороговым изображением после обработки, внеклеточный рН может быть определен в режиме реального времени во всех трех измерениях биопленки14. По сравнению с другими опубликованными методами для микроскопии на основе рН-мониторинга в биопленках, рН коэффициентеметрия с C-SNARF-4 проста и дешева, потому что она не требует синтеза частиц или соединений, которые включают эталонный краситель15 или использование двухфотонных возбуждения16. Использование только одного красителя предотвращает проблемы с разобщенностью зонда, флуоресцентным кровотечениемчерез,и селективное отбеливание 16,17,18 в то же время позволяет надежной дифференциации между внутри- и внеклеточного рН. Наконец, инкубация красителя осуществляется после роста биопленки, что позволяет изучать как лабораторные, так и на месте выращенные биопленки.
Целью настоящей работы является расширение использования коэффициента рН и предоставление метода изучения изменений рН в биопленках кросс-царства. В качестве доказательства концепции, метод используется для мониторинга рН в биопленки двойного вида, состоящий из S. mutans и C. albicans подвергаются воздействию глюкозы.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол по сбору слюны был рассмотрен и одобрен Комитетом по этике округа Орхус (M-20100032).
1. Культивирование кросс-царства Biofilms
2. Коэффициентеметрическая рН-изображение
ПРИМЕЧАНИЕ: Коэффициентеметрическая рН-изображения должна быть выполнена сразу же после завершения роста биопленки.
3. Калибровка теотриметрического красителя
ПРИМЕЧАНИЕ: Калибровка красителя и установка кривой калибровки могут быть выполнены в другой день, чем коэффициентметрическая рН-изображения.
4. Анализ цифровых изображений
ПРИМЕЧАНИЕ: Цифровой анализ изображений может быть выполнен в любой момент после калибровки красителя и коэффициента метрической визуализации рН.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
После 24 ч и 48 ч, надежные кросс-царства биопленки разработаны в колодце пластин. C. albicans показал различную степень нитевидного роста, а S. mutans образуют плотные скопления высотой до 35 мкм. Одиночные клетки и цепи S. mutans сгруппированы вокруг грибковых гиф, и большие межклеточные пространства показали наличие объемной матрицы(Рисунок S1).
Калибровка коэффициентаметрического красителя дает асимметричную сигмоидальной кривой...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Различные протоколы для выращивания кросс-царства биопленок с участием C. Albicans и Streptococcus spp. были описаны ранее9,22,23,24,25. Тем не менее, нынешняя установка фокусируется на простых условиях роста, графике, совместимом с обычными рабочими днями, сбалансированном видовом составе и развитии объемной матрицы биопленки. Кроме...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Анетт Акьяр Томсен и Хавьер Э. Гарсия признаны за отличную техническую поддержку. Авторы благодарят Рубенса Спин-Нето за плодотворные дискуссии по анализу изображений.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Кровяные агаровые пластины | Statens Serum Institut | 677 | |
| Мозговая инфузия сердца | Oxoid | CM1135 | |
| Мозговая инфузия сердца + 5 % сахарозы | BDH лабораторные принадлежности | 10274 | |
| Candida albicans | Национальная коллекция патогенных грибов | NCPF 3179 | |
| D-(+)-глюкоза | Sigma-Aldrich | G8270 | |
| daime: анализ цифровых изображений в микробной экологии | Universitä t Wien | N/A | Freeware; Версия 2.1; https://dome.csb.univie.ac.at/daime |
| Диметилсульфоксид | Life Technologies | D12345 | |
| Фетальная бычья сыворотка | Gibco Life technologies | 10270 | |
| GS-6R рефрижераторная центрифуга | Beckman | N/A | |
| ImageJ | Национальные институты здравоохранения | Н/Д | бесплатное программное обеспечение; V1.46r; https://imagej.nih.gov/ij |
| Java | Oracle | N/a | Freeware, необходимый для запуска ImageJ; Версия 8.0; https://java.com/en/download |
| µ-Plate 96 Well Black | Ibidi | 89626 | |
| MyCurveFit | MyAssays Ltd. | Н/Д | |
| 2-(N-морфолино)этансульфоновая кислота (MES) буфер | Bioworld | 700728 | |
| PHM210 pH-метр | Радиометр Аналитический | ||
| план-Апохромат 63x масляный иммерсионный объектив | Zeiss | N/A | NA=1,4 |
| SNARF®-4F 5-(и-6)-карбоновая кислота Life | Technologies | S23920 | |
| Стерильный физиологический раствор | VWR | 6404 | |
| Streptococcus mutans | Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen | DSM 20523 | |
| Vis-spectrophotometer V-3000PC | VWR | N/A | |
| XL Инкубатор | PeCON | N/A | |
| ZEISS LSM 510 META | Zeiss | N/A |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.