$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Было получено одобрение от Университета Мэриленда, Колледж-Парк, Институциональный комитет по биобезопасности (IBC) для работы с C. albicans в этом протоколе (PN 274). Штамм C. albicans SC5314 (см. Таблицу материалов) был использован в настоящем исследовании; Однако можно использовать и любой другой штамм.
1. Подготовка буфера, стерильной воды и питательной среды
- Приготовьте стерильный 0,1 М натрий-фосфатный буфер (NaPB)26 при рН 7,4 и разбавьте до 2 мМ и 1 мМ стерильной водой. Приготовление по 100 мл по 2 мМ NaPB и 1 мМ NaPB будет более чем достаточным для большинства применений этого протокола.
- Приготовьте стерильную жидкую дрожжевую-пептон-декстрозу (YPD, см. Таблицу материалов) среднюю (10 г/л дрожжевого экстракта, 20 г/л декстрозы, 20 г/л пептона). Приготовления 100 мл YPD будет более чем достаточно для большинства применений этого протокола.
- Приготовьте стерильную сверхчистую воду. Приготовления 100 мл воды будет более чем достаточно для большинства применений этого протокола.
ПРИМЕЧАНИЕ: Буферы, среды и воду стерилизуют автоклавированием при 121 °C в жидкостном цикле в течение соответствующего времени в зависимости от объема в автоклавируемых контейнерах27. Например, для флаконов, содержащих 500 мл, время экспозиции должно составлять 40 мин.
2. Инокуляция, культивирование и субкультивирование C. albicans
ВНИМАНИЕ: Соблюдайте все институциональные и правительственные правила работы с C. albicans, который часто классифицируется академическими исследовательскими институтами как организм уровня биобезопасности (BSL) 2 независимо от лекарственной устойчивости и Американской коллекцией типовых культур (ATCC) как организм BSL1 или BSL2, в зависимости от лекарственной устойчивости штамма28.
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните прививку и культивирование частей этого шага (этапы 2.1-2.2) за день до начала тестирования на противогрибковую активность. Если возможно, выполните все этапы протокола с клетками (и растворами, которые будут инкубироваться с клетками) в шкафу биобезопасности.
- Инокулируют желаемый штамм C. albicans в 10 мл среды YPD в культуральной пробирке.
ПРИМЕЧАНИЕ: Культура может быть инокулирована из морозильной камеры или из агаровой тарелки, но для всех данных, которые будут сравниваться, необходимо использовать последовательный источник.
- Выращивают культуру в течение ночи (~12-16 ч) при 30 ° C и 230 об/мин на ротационном шейкере.
- Субкультура ночной культуры C. albicans и вырастает доOD 600 ~ 1,0-1,2.
- Измерьте OD600 ночной культуры с помощью УФ-спектрофотометра (см. Таблицу материалов).
- Основываясь на OD600 ночной культуры, используйте ночную культуру для инокуляции субкультуры при OD600 0,1 в 10 мл YPD.
- Выращивайте субкультуру при 30 ° C на ротационном шейкере при 230 об/мин до тех пор, пока OD600 не достигнет ~ 1,0-1,2, что, вероятно, займет 4-6 часов. Выполните шаг 3 (приготовление пептидных растворов), пока субкультура растет; Субкультура будет разбавлена для использования в анализе на шаге 4.
3. Приготовление пептидных растворов в 96-луночном планшете
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг может быть выполнен заранее, если растворы пептидов стабильны во время хранения. Как правило, растворы пептидов хранят при -20 °C до использования. Их можно разморозить на водяной бане комнатной температуры, прежде чем переходить к следующему шагу.
- Определите наибольшую концентрацию каждого пептида, подлежащего тестированию в анализе. Это будет варьироваться в зависимости от выбранных пептидов. Для данных, представленных в репрезентативном разделе результатов, были протестированы гистатин 5 и инженерные аналоги22 , и самая высокая испытанная концентрация составила 50 мкМ.
ПРИМЕЧАНИЕ: Самая высокая концентрация, подлежащая тестированию, определяется с использованием данных, представленных в литературе, или путем проведения предварительных экспериментов в широком диапазоне концентраций пептидов. Когда это возможно, следует выбирать самую высокую концентрацию, чтобы наблюдать плато для полного снижения жизнеспособности при самых высоких протестированных концентрациях и плато для отсутствия снижения жизнеспособности при самых низких протестированных концентрациях, что позволяет количественно оценить весь диапазон пептидной активности.
- Растворите каждый пептид в стерильной воде в удвоенной дозе желаемой максимальной концентрации. Для данных, представленных в репрезентативном разделе результатов, 150 мкл 100 мкМ растворов гистатина 5 и инженерных аналогов готовили в стерильной воде.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если пептид не растворяется в воде, перед этим этапом может потребоваться солюбилизация в другом растворителе. Диметилсульфоксид (ДМСО) обычно используется для растворения пептидов в высокой концентрации перед разбавлением до рабочей концентрации. Убедитесь, что конечная концентрация ДМСО составляет 1% (об./об.) или ниже29 и что альтернативные растворители не влияют на рост клеток. Кроме того, убедитесь, что концентрация растворителя поддерживается постоянной во всех лунках на этапах 3.4-3.5.
- Добавьте 40 мкл желаемых растворов пептидов в первую лунку (столбец 1) каждого ряда в 96-луночную культуральную пластину с круглым дном (см. Таблицу материалов). Эта табличка является табличкой 1 (рис. 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: Каждая пластина имеет восемь рядов, которые используются для тестирования пептидов. Эти ряды могут быть использованы для разных пептидов или для репликаций одних и тех же пептидов. Включите только один пептид в каждую строку.
- Добавьте 20 мкл стерильной сверхчистой воды в столбец 2 в столбец 12 рядов, содержащих пептид (рис. 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: Если пептидные запасы были приготовлены с растворителем, отличным от чистой воды, на этапе 3.2, стерильная вода на этой стадии должна быть заменена растворителем, присутствующим в пептидной массе, добавленной в первую колонку. Например, если пептид был солюбилизирован в ДМСО, а пептидный запас содержит 1% (об./об.) ДМСО в воде, вода, содержащая 1% ДМСО, должна быть добавлена в столбец 2 в столбец 12.
- Последовательно разбавляют исходные растворы пептидов по всей пластине до столбца 10 (рис. 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: Вместо того, чтобы выполнять последовательные разбавления в пластине, как описано ниже, разбавления можно также проводить в микроцентрифужных пробирках и переносить на 96-луночную пластину.- Удалите 20 мкл из колонки 1, перенесите ее в колонку 2 и перемешайте, пипеткой вверх и вниз. Колонка 2 теперь содержит 40 мкл раствора пептида при разведении 1:2 концентрации в колонке 1.
- Удалите 20 мкл из колонки 2, перенесите ее в колонку 3 и перемешайте пипеткой вверх и вниз, чтобы колонка 3 теперь содержала 40 мкл раствора пептида при разведении концентрации в колонке 1 1:4.
- Повторяйте этот процесс до тех пор, пока колонка 10 не будет содержать 40 мкл раствора пептида при разведении концентрации в колонке 1 в соотношении 1:512.
- Удалите 20 мкл раствора пептида из колонки 10 и выбросьте его. Каждая колонка теперь содержит 20 мкл раствора пептида (колонки 1-10) или воды (колонки 11 и колонки 12).
ПРИМЕЧАНИЕ: Лунки в колонке 11 служат для контроля стерильности, а лунки в колонке 12 служат для контроля, не содержащие пептида.
4. Разведение субкультуры C. albicans
ПРИМЕЧАНИЕ: Начинайте этот шаг после того, как субкультура достигнет OD600 ~ 1.0-1.2 (шаг 2.3.3).
- Перенесите субкультуру в центрифужную пробирку объемом 15 мл и центрифугу при 3,900 x g в течение 3 мин при комнатной температуре, чтобы гранулировать клетки. Удалите надосадочную жидкость пипеткой или декантацией.
- Ресуспендируют гранулу 1 мл 2 мМ NaPB (этап 1.1) и переносят суспензию в центрифужную пробирку объемом 1,7 мл.
- Гранулируйте клетки (как на шаге 4.1), выбросьте надосадочную жидкость и снова ресуспендируйте гранулу в 1 мл 2 мМ NaPB.
- Повторите шаг 4.3 еще два раза, чтобы оставить промытые клетки в 1 мл 2 мМ NaPB.
- Определите плотность клеток промытой суспензии и рассчитайте коэффициент разбавления, необходимый для получения плотности клеток 5 х 105 клеток/мл. Эта концентрация в конечном итоге приведет к добавлению 1 х 104 клеток в каждую лунку 96-луночной пластины.
ПРИМЕЧАНИЕ: Плотность клеток суспензии может быть определена с использованием ряда методов, включая гемоцитометр или автоматический счетчик клеток. Для настоящего исследования использовалась стандартная кривая плотности клеток по сравнению с OD600 для интересующего штамма, выращенного в соответствующих условиях. Эта кривая была получена с использованием гемоцитометра (см. Таблицу материалов) для определения плотности клеток суспензий с различными значениями OD600 .
- Разбавьте клеточную суспензию до 5 x10,5 клеток/мл в 2 мМ NaPB. Приготовления 10 мл этой разбавленной суспензии будет более чем достаточно для завершения этого исследования.
5. Инкубация C. albicans с растворами пептидов и подготовка клеток к количественной оценке жизнеспособности
- Добавьте 20 мкл разбавленной суспензии C. albicans (этап 4.6) в колонки 1-10 и колонку 12 каждой строки (рис. 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: Конечная концентрация пептида в первом столбце теперь составляет половину исходной концентрации пептида. Для настоящего исследования конечная концентрация пептида составляла 50 мкМ на этом этапе. Конечная клеточная суспензия в каждой лунке содержит 2,5 х10,5 клеток/мл. Колонки 1-10 служат экспериментальными лунками для оценки противогрибковой активности при различных концентрациях пептидов, а колонка 12 служит контролем роста без пептида.
- Добавьте 20 мкл 2 мМ NaPB в колонку 11. В настоящее время конечная концентрация NaPB во всех скважинах составляет 1 мМ. Графа 11 служит для контроля стерильности.
- Накройте пластину 1 (содержащую как клетки, так и пептид) и инкубируйте при 30 °C в течение 30 мин.
ПРИМЕЧАНИЕ: Время инкубации 30 мин достаточно для многих пептидов 17,21,22,30, но время инкубации может быть увеличено до 60 мин, если это необходимо, чтобы учесть пептиды, которым может потребоваться более длительное время для проявления их противогрибковой активности 25,31,32.
- Подготовьте новую культуральную пластину на 96 лунок (табличка 2) для количественной оценки жизнеспособности (рис. 2).
ПРИМЕЧАНИЕ: Культуральная тарелка должна быть подготовлена во время инкубации планшета 1.- Добавьте 100 мкл YPD (шаг 1.2) во все лунки пластины.
- Добавьте 100 мкл 2 мМ NaPB (шаг 1.1) во все лунки пластины.
- Разбавьте образцы в Планшете 1 (содержащем клетки и пептиды) и перенесите на Планшет 2 (содержащий среду и буфер).
- Извлеките планшет 1 из инкубатора после 30 минут инкубации.
- Разбавьте каждую лунку планшета 1, добавив 280 мкл 1 мМ NaPB (этап 1.1) для общего объема 320 мкл в каждой лунке (рис. 2).
- Смешайте все лунки, содержащие клетки и пептиды, пипеткой вверх и вниз, чтобы убедиться, что все клетки ресуспендированы и на дне лунок не видно осевших клеток.
- Перенесите 8 мкл из каждой лунки на пластине 1 в соответствующую лунку на пластине 2. Этот объем переносит примерно 250 ячеек из каждой лунки пластины 1 в пластину 2 (рис. 2).
- Накройте пластину 2 и выдержите на микротитровальной пластинчатой шейкерной машине (см. Таблицу материалов) при 350 об/мин в течение 17 ч при 30 °C.

Рисунок 1: Подготовка планшета 1 к инкубации пептидных серийных разведений с клетками. Серийные разведения пептида делают в воде, а клетки C. albicans добавляют на планшет 1. Синий цвет указывает на то, что в колодце присутствует пептид, а серый указывает на колодец с водой и без пептида. Лунки, содержащие клетки, обозначены рисунком из черных точек. После этих этапов пластину инкубируют, чтобы пептид мог проявить свою противогрибковую активность. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Подготовка планшета 2 для количественной оценки снижения жизнеспособности из-за пептида. Среда YPD и NaPB добавляются на табличку 2. После разбавления содержимого пластины 1 аликвота из каждой лунки переносится с пластины 1 на пластину 2. Затем планшет 2 инкубируют, чтобы позволить любым жизнеспособным клеткам расти для количественного определения путем измерения OD600. На табличке 2 оранжевым цветом показаны скважины, содержащие только YPD и NaPB. Скважины, содержащие аликвоты из таблички 1, смешанные с YPD и NaPB, показаны зеленым цветом. Описание цветов на табличке 1 см. в условных обозначениях рисунка 1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
6. Определение противогрибковой активности
- Получите показания OD600 для каждой скважины на табличке 2.
- Выньте планшет 2 из инкубатора через 17 ч инкубации.
- Перемешайте все лунки на табличке 2, пипеткой вверх и вниз, чтобы убедиться, что все ячейки ресуспендированы и на дне лунок не видно осевших ячеек.
ПРИМЕЧАНИЕ: Избегайте образования пузырьков на этом этапе, так как они могут повлиять на показания OD600 . Если образуются пузырьки, их часто можно лопнуть сухим наконечником пипетки или удалить с помощью двух наконечников пипеток, чтобы поднять их из колодца.
- Используйте считыватель абсорбционных пластин (см. Таблицу материалов) на длине волны 600 нм, чтобы получить OD600 для каждой скважины.
- Рассчитайте ингибирование роста (в процентах) и построите его, чтобы определить влияние пептидов на рост C. albicans.
- Для каждой скважины рассчитайте снижение жизнеспособности по сравнению с контролем (в процентах) по следующему уравнению 17,22,23:

где OD с пептидом представляет собой OD 600 лунки, содержащей заданную концентрацию пептида, фон OD представляет собой OD600 столбца 11 в той же строке (контроль, не содержащий клеток), и
OD без пептида - это OD600 в столбце 12 в той же строке (контроль, содержащий клетки и не содержащий пептида).
- Например, используйте следующее выражение для расчета снижения жизнеспособности скважины B5 по значениям OD600 для строки B:

- Постройте график снижения жизнеспособности в зависимости от концентрации пептида.