December 2nd, 2022
Человеческий грибковый патоген Cryptococcus neoformans продуцирует различные факторы вирулентности (например, пептидазы), способствующие его выживанию в организме хозяина. Экологические ниши представляют собой многообещающий источник новых природных ингибиторов пептидазы. В этом протоколе описывается приготовление экстрактов из моллюсков и оценка их влияния на выработку фактора вирулентности грибов.
Этот протокол позволяет выделять из моллюсков соединения с антикриптококковыми свойствами. Этот метод предлагает непредвзятый подход к выявлению и выделению соединений из моллюсков с потенциальными свойствами, включая уничтожение грибковых патогенов человека. Существуют и другие соединения, такие как ингибиторы протеазы ВИЧ, которые используются для лечения пациентов с ВИЧ.
Тем не менее, экспансия на другие патогены, а также исследование природных источников представляют собой новые пути открытий. Последний шаг является самым сложным этапом, так как образцы могут не быть отфильтрованы. В результате может потребоваться разбавление образцов для фильтрации.
Начните со сбора моллюсков, таких как Cipangopaludina chinensis, на специально отведенной и утвержденной природной территории. Выберите местные и инвазивные виды, чтобы оценить широкий спектр потенциальных противогрибковых эффектов. Аккуратно разбейте оболочку C.chinensis с помощью пестика и ступки и удалите твердые кусочки пинцетом.
Как правило, для протокола объединяется 10 моллюсков. Соберите и взвесьте примерно от 15 до 20 граммов образца и с помощью ножниц разрежьте органы на мелкие кусочки размером примерно от 0,5 до одного сантиметра. Мгновенно заморозьте препарированные и разрезанные образцы органов с использованием жидкого азота, а затем измельчите образцы органов в мелкий порошок с помощью пестика и ступки.
После этого добавьте примерно 15 граммов порошка образца органа в 30 миллилитров холодной дистиллированной воды, чтобы достичь соотношения один к двум. Налейте два миллилитра образца в ударопрочные двухмиллилитровые пробирки и добавьте примерно 500 микрограммов трехмиллиметровых шариков из нержавеющей стали в каждую пробирку. Гомогенизируйте в течение трех минут при 1 200 об/мин при четырех градусах Цельсия с помощью блендера или бисера.
Центрифугируйте пробирку при 12 000 G в течение 20 минут при четырех градусах Цельсия. Соберите надосадочную жидкость в свежую 50-миллилитровую пробирку и выбросьте гранулы. Фильтр стерилизует надосадочную жидкость с помощью мембраны 0,22 микрометра и хранит образцы на льду до осветления экстракта.
Поместите образец надосадочной жидкости в термальную ванну при температуре 60 градусов Цельсия на 30 минут и сразу же охладите его, переложив образец в ведро, наполненное льдом, на 20 минут. Центрифугируют холодные образцы при 15 000 г в течение 45 минут при четырех градусах Цельсия. Соберите надосадочную жидкость в свежую 50-миллилитровую пробирку и выбросьте гранулы.
Фильтр стерилизует образцы с помощью мембранного фильтра 0,22 микрона, а затем хранит их на льду. После этого определите концентрацию белка в сыром сырье и осветленных экстрактах с помощью количественного анализа. Оптимальный диапазон концентрации белка составляет от четырех до восьми микрограммов на миллилитр.
Инкубируйте образцы на льду до одного часа или заморозьте в жидком азоте, прежде чем хранить их при температуре минус 20 градусов Цельсия до тех пор, пока они не понадобятся. В 96-луночной пластине с плоским дном инкубируйте 10 микролитров по четыре миллиграмма на миллилитр сырого или осветленного белкового экстракта моллюска, 10 микролитров субтилизина А, имеющего концентрацию в пределах измеренного линейного диапазона, и 220 микролитров 100 миллимолярного триса гидрохлорида 8,6 рН в течение 10 минут при 25 градусах Цельсия. Затем добавляют 10 микролитров N-сукцинил-аланина, аланина, пролина, фенолаланина,-нитроанилина, субстрата для субтилизина А, в конечной концентрации один км для конечного объема реакции 250 микролитров.
После этого измерьте ферментативную активность, контролируя оптическую плотность на уровне 405 нанометров каждые 15 секунд в течение трех минут. Убедитесь, что скважины без экстрактов дают прямую кривую во время считывания. Чтобы определить остаточную ферментативную активность, рассчитайте отношение ферментативной активности в присутствии экстракта моллюска к таковой при отсутствии экстракта.
Если наблюдается ингибирующая активность, измерьте значение ингибирующей концентрации 50 или IC50, используя диапазон концентраций экстрактов. Введите одну колонию C.neoformans H99 дикого типа в пять миллилитров дрожжевого экстракта, пептон-декстрозы или среды YEPD, используя наконечник пипетки объемом 10 микролитров, и инкубируйте в течение 16-18 часов при 30 градусах Цельсия и 200 об/мин. Соберите 500 микролитров культуры в кювету и измерьте рост, считывая оптическую плотность на 600 нанометрах.
Разбавляют культуру дрожжевым азотным основанием или средой YNB до конечной оптической плотности 0,02. Совместное культивирование клеток C.neoformans с различными концентрациями сырых и осветленных экстрактов путем смешивания 10 микролитров экстрактов со 190 микролитрами разбавленной культуры C.neoformans в 96-луночном планшете. Измерьте рост, считывая оптическую плотность на 600 нанометрах с помощью считывателя пластин каждые 15 минут до одного часа в течение 72 часов при 200 об / мин и 37 градусах Цельсия.
Экстракты C.chinensis были способны ингибировать протеолитическую активность субтилизина А, которая связана с вирулентностью у Cryptococcus neoformans со значением IC50 5,3 мкг на миллилитр в сырых экстрактах и 4,53 мкг на миллилитр в осветленных экстрактах. Оценка экстрактов C.chinensis против процессов, связанных с продукцией фактора вирулентности C.Neoformans, включая рост грибов, показала, что наблюдалось значительное снижение роста грибов при 37 градусах Цельсия в присутствии сырых и осветленных экстрактов C.chinensis. Оценка экстрактов против капсулы, продукции меланина и образования биопленок показала, что не было никаких изменений в продукции капсулы или меланина в присутствии сырых или осветленных экстрактов C.chinensis.
Однако значительное снижение образования биопленки на 70-80% наблюдалось при высоких концентрациях сырых и осветленных экстрактов по сравнению с необработанным контролем. Успех протокола зависит от правильной процедуры экстракции, включая измельчение, добавление соответствующего количества фермента и просто чтение после добавления субстрата. Метод фокусируется на термической толерантности как важном факторе вирулентности криптококка.
Однако можно оценить и другие факторы вирулентности, такие как производство меланина и капсул, а также образование биопленки. Эти результаты открывают новые пути, которые представляют собой новые подходы к противогрибковым стратегиям с использованием природных соединений, которые обеспечивают большую стабильность, специфичность и менее склонны к резистентности. Долгосрочная цель состоит в том, чтобы найти новые методы борьбы с этими грибковыми патогенами и свести к минимуму механизмы резистентности.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Это исследование исследует потенциал моллюсков, в частности Cipangopaludina chinensis, в качестве источника натуральных соединений с анти-криптококковыми свойствами против человеческого грибкового патогена Cryptococcus neoformans. Протокол подробно описывает процесс извлечения соединений из моллюсков и их оценку на предмет воздействия на факторы вирулентности грибка, что приводит к значительным результатам в области противогрибковой активности.
Rising antifungal resistance in Cryptococcus neoformans challenges current therapeutic pipelines and necessitates novel target validation strategies. This protocol enables the unbiased identification and quantitative assessment of natural peptidase inhibitors from mollusks, directly informing early-stage antifungal discovery. The approach supports portfolio triage by prioritizing extracts with measurable anti-virulence activity for further development.
This extraction and screening protocol fits at the interface of early discovery and lead identification, enabling rapid hypothesis testing and mechanistic de-risking before preclinical advancement.