Protocolo de cultivo y desprendimiento de biopelículas de Staphylococcus
Los métodos estandarizados son esenciales para obtener resultados de investigación fiables. Aquí encontrará un protocolo de cultivo y desprendimiento de biopelículas de estafilococos. Este protocolo se centra en agilizar la preparación de muestras de alto rendimiento mediante el sonicador de placas multipocillo UIP400MTP para desprender biopelículas de forma eficiente y con alto rendimiento en placas de 96 pocillos. El protocolo también incluye pasos clave para el cultivo, el lavado y la visualización de biopelículas, con especial atención a minimizar la variabilidad y garantizar la reproducibilidad.
Investigación sobre biopelículas de Staphylococcus y antibióticos
Las biopelículas de Staphylococcus desempeñan un papel fundamental en las infecciones persistentes debido a su resistencia a los antibióticos y a las respuestas inmunitarias. La formación de biopelículas proporciona un entorno protector para las bacterias, lo que dificulta el tratamiento de las infecciones. La investigación sobre biopelículas suele centrarse en comprender su formación, comportamiento y sensibilidad a los antimicrobianos, con énfasis en los métodos de alto rendimiento para agilizar los flujos de trabajo experimentales.
El sonicador de placas multipocillo UIP400MTP ofrece una ventaja significativa en la investigación sobre biopelículas al permitir su desprendimiento rápido y eficiente de placas de 96 pocillos. Este dispositivo suministra energía ultrasónica uniforme a todos los pocillos, lo que garantiza resultados consistentes y minimiza la variabilidad.
Protocolo de cultivo y desprendimiento de biopelículas de Staphylococcus
A continuación, le guiamos paso a paso por el proceso de cultivo y desprendimiento de una biopelícula de Staphylococcus. Como ejemplo de etapa analítica, le mostramos cómo cuantificar espectrofotométricamente la biomasa cultivada mediante tinción con cristal violeta.
Cultivo de biopelículas de Staphylococcus
Materiales necesarios:
- Placas de microtitulación estériles de poliestireno de 96 pocillos, con fondo plano, tratadas para cultivo de tejidos y con tapa
- Caldo de soja tríptica (TSB) con 0,25% de glucosa
- Cabina de seguridad biológica
Pasos:
- Prepare un entorno de trabajo estéril en una cabina de seguridad biológica para minimizar la contaminación.
- Añada TSB con 0,25% de glucosa a los pocillos de la placa de microtitulación. El TSB sin glucosa generalmente no favorece la formación de biopelículas y solo debe utilizarse como control si es necesario.
- Inocule los pocillos con cepas bacterianas preparadas como se describe a continuación:
- Prepare suspensiones bacterianas y asegúrese de que no haya agregados celulares preexistentes homogeneizando las suspensiones mediante sonicación o disgregando los agregados con una aguja de calibre 23 y una breve agitación en vórtex.
- Cierre la placa con su tapa e incúbela en condiciones óptimas para la formación de biopelículas (p. ej., a 37 °C durante 24 horas).
- Realice el experimento por triplicado para cada cepa bacteriana (tres pocillos por cepa) para garantizar la fiabilidad.
- Reserve seis pocillos por placa para los controles negativos. Se pueden analizar hasta 30 cepas por placa de 96 pocillos.
Visualización y lavado de biopelículas
- Tras la incubación, deseche el medio con cuidado para evitar alterar la biopelícula.
- Lave cada pocillo cuatro veces con solución salina fisiológica para eliminar las bacterias planctónicas.
- Inspeccione el fondo de los pocillos para detectar manchas blancas indicativas de la presencia de biopelículas.
Desprendimiento de biopelículas mediante el sonicador de placas multipocillo UIP400MTP
Configuración del dispositivo y parámetros:
- Sonicador de placas multipocillo UIP400MTP
- Ajustes de funcionamiento: 60% de amplitud, modo cíclico con 60 segundos de funcionamiento / 30 segundos de pausa
Pasos:
- Coloque la placa de microtitulación lavada sobre la plataforma del UIP400MTP.
- Someta las muestras a sonicación con los ajustes recomendados (60% de amplitud, 60 segundos de funcionamiento, 30 segundos de pausa). Ajuste los parámetros a la cepa bacteriana.
- Inicie el proceso de sonicación para desprender la biopelícula. Las ondas ultrasónicas desestructuran la matriz de la biopelícula y liberan las bacterias adheridas.
- El UIP400MTP garantiza una exposición uniforme en todos los pocillos para obtener resultados consistentes de desprendimiento.
Etapa analítica: cuantificación de la biomasa de biopelículas de Staphylococcus desprendidas mediante cristal violeta (CV)
Materiales necesarios:
- Solución de cristal violeta (CV) al 0,1%
- Etanol al 95% o ácido acético al 30% (para la solubilización)
- Lector de microplacas capaz de realizar lecturas a 570 nm
- Placas de microtitulación estériles para la tinción
Pasos:
- Preparación de la placa de tinción: transfiera 100 µL de la suspensión de biopelícula desprendida de cada pocillo de la placa sometida a sonicación a los pocillos correspondientes de una placa de microtitulación de 96 pocillos limpia y estéril. Esto garantiza un entorno limpio y uniforme para la tinción.
- Tinción de la biopelícula desprendida: añada 150 µL de solución de cristal violeta al 0,1% a cada pocillo que contenga la suspensión de biopelícula desprendida. Pipetee suavemente para garantizar una mezcla homogénea de la suspensión de biopelícula y el cristal violeta.
- Incubación: deje incubar la placa a temperatura ambiente durante 15 minutos para que el cristal violeta tiña la biomasa de forma eficaz.
- Lavado: tras la incubación, deseche con cuidado la solución de cristal violeta de los pocillos sin alterar la biomasa. Lave cada pocillo tres veces con solución salina fisiológica estéril para eliminar el colorante no unido.
- Secado: deje secar la placa al aire a temperatura ambiente o en una cabina con flujo de aire estéril. Evite calentarla, ya que esto podría alterar los resultados.
- Solubilización: añada 200 µL de etanol al 95% (o ácido acético al 30%, según las prácticas habituales del laboratorio) a cada pocillo para solubilizar el cristal violeta unido. Mezcle suavemente mediante pipeteo o agitando la placa durante 10 minutos a temperatura ambiente.
- Medición: mida la densidad óptica (OD) de la solución de cristal violeta solubilizado a 570 nm con un lector de microplacas.
- Análisis de datos: reste el valor medio de OD570 de los controles negativos (pocillos con TSB pero sin inóculo bacteriano) a los valores de los pocillos experimentales para corregir la tinción de fondo. Registre y analice los datos.
Nota: realice el experimento por triplicado para cada condición con el fin de garantizar la reproducibilidad. Asegúrese de manipular correctamente el cristal violeta y el etanol, respetando los protocolos de seguridad y eliminación de residuos.
Las principales ventajas del UIP400MTP de un vistazo:
- Procesamiento de alto rendimiento: Diseñado específicamente para placas multipocillo, permite procesar múltiples muestras simultáneamente.
- Distribución ultrasónica uniforme: Garantiza la misma intensidad ultrasónica en todos los pocillos y proporciona resultados consistentes en todas las muestras.
- Utilice cualquier placa estándar: El UIP400MTP puede procesar cualquier placa multipocillo estándar, placas de Petri y gradillas para tubos. ¡No se necesitan costosas placas exclusivas del fabricante!
- Interfaz fácil de usar: Su configuración y control sencillos lo convierten en una excelente herramienta para aumentar la productividad del laboratorio. ¡Los ajustes programables y la automatización facilitan la estandarización de los procesos!
Desprendimiento de biopelículas de alto rendimiento con el sonicador de placas de 96 pocillos UIP400MTP
Bibliografía / Referencias
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
- Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
Preguntas frecuentes
¿Qué son las sustancias poliméricas extracelulares (EPS)?
Las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) son una mezcla compleja de biopolímeros, compuesta principalmente por polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos y lípidos, secretados por los microorganismos de las biopelículas. Las EPS forman una matriz protectora que envuelve la comunidad microbiana, aporta integridad estructural, media la adhesión a las superficies y protege las células frente a factores de estrés ambiental, incluidos los antibióticos y las respuestas inmunitarias.
¿Qué se entiende por bacterias planctónicas?
Las bacterias planctónicas son microorganismos unicelulares que flotan libremente y se encuentran en suspensión, por ejemplo, en cultivos líquidos o fluidos corporales, en lugar de estar adheridos a superficies o formar comunidades estructuradas como las biopelículas.
¿Cuál es la diferencia entre las biopelículas y las bacterias planctónicas?
La principal diferencia entre las biopelículas y las bacterias planctónicas radica en su organización. Las biopelículas son comunidades estructuradas de bacterias adheridas a superficies e inmersas en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (EPS), mientras que las bacterias planctónicas flotan libremente y carecen de esa organización estructural.
¿Son las bacterias de las biopelículas más difíciles de tratar con antibióticos que las bacterias planctónicas?
Las bacterias de las biopelículas son considerablemente más difíciles de tratar con antibióticos que las bacterias planctónicas. La matriz de la biopelícula actúa como barrera física, y las bacterias de su interior presentan estados metabólicos alterados y una mayor resistencia al estrés, lo que contribuye a reducir la eficacia de los antibióticos.
¿Pueden los antibióticos eliminar las biopelículas?
En ocasiones, los antibióticos pueden erradicar las biopelículas, pero resulta difícil. Un tratamiento eficaz suele requerir concentraciones elevadas de antibióticos, combinaciones específicas o terapias complementarias, ya que la matriz de EPS y los mecanismos de resistencia bacteriana protegen la biopelícula.
¿Son las bacterias Staphylococcus adherentes?
Las bacterias Staphylococcus son bien conocidas por su capacidad de adhesión. Se adhieren fácilmente a las superficies y forman biopelículas, especialmente en dispositivos médicos o tejidos del huésped, lo que las convierte en una causa importante de infecciones persistentes.
¿Qué tipos de bacterias Staphylococcus existen?
Las bacterias Staphylococcus comprenden varios tipos, entre los que destacan Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis. S. aureus es patógeno y puede causar infecciones graves, mientras que S. epidermidis suele asociarse a infecciones de dispositivos relacionadas con biopelículas.
¿Qué es el cristal violeta?
El cristal violeta es un colorante básico que se utiliza habitualmente para teñir materiales biológicos. En microbiología, se utiliza para evaluar la formación de biopelículas mediante la tinción de la biomasa, que posteriormente puede cuantificarse por espectrofotometría.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento desde escala de laboratorio hasta escala industrial.


