Extraction de la matrice extracellulaire avec le sonicateur 96 puits UIP400MTP
Les méthodes traditionnelles d’extraction de la matrice extracellulaire (EM) impliquent souvent plusieurs étapes pour désagréger la matrice du biofilm. Cependant, ces techniques peuvent être longues et inconstantes, ce qui entraîne une variabilité des résultats. Avec le sonicateur pour plaques 96 puits UIP400MTP, le processus d’extraction de l’EM est considérablement facilité : il offre une désagrégation du biofilm très efficace, précise et uniforme dans des formats à haute cadence de traitement des échantillons. Le UIP400MTP utilise des ultrasons focalisés pour générer une cavitation contrôlée, décomposant efficacement la matrice du biofilm tout en préservant la viabilité et l’intégrité des cellules incluses dans le biofilm. L’utilisation du UIP400MTP améliore la reproductibilité et la précision des essais en aval, tels que les analyses métabolomiques et protéomiques, les tests de viabilité et les études de sensibilité aux antimicrobiens. En rationalisant l’extraction de l’EM, le UIP400MTP permet aux chercheurs d’obtenir des résultats constants et de haute qualité, offrant une compréhension approfondie de la dynamique des biofilms et de leurs interactions avec des agents externes.
Extraction de la matrice extracellulaire
La matrice extracellulaire (EM) est un composant essentiel des biofilms formés par des micro-organismes tels que Candida albicans. Composée de polysaccharides, de protéines, de lipides et d’ADN extracellulaire, l’EM assure l’intégrité structurelle, médie l’adhésion aux surfaces et contribue de manière significative à la résistance aux antimicrobiens. L’extraction et l’analyse de l’EM sont essentielles pour comprendre la biologie des biofilms, élucider les mécanismes de résistance aux médicaments et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.
Protocole d’extraction de la matrice extracellulaire (EM) à partir de biofilms de Candida albicans à l’aide du UIP400MTP
Ce protocole porte sur l’extraction de la matrice extracellulaire (EM) de biofilms statiques de Candida albicans. Il intègre le sonicateur UIP400MTP pour remplacer les étapes traditionnelles de grattage ou à base d’enzymes, afin d’améliorer l’efficacité et la reproductibilité.
Matériel nécessaire
Instructions étape par étape pour l’extraction de l’EM
- Formation du biofilm statique
Pour les biofilms statiques, inoculer C. albicans dans les puits d’une plaque 96 puits avec du milieu RPMI-1640. Chaque puits doit contenir un volume d’inoculum constant (p. ex. 200 µL par puits).
Incuber la plaque à 37°C en conditions statiques pendant 24 heures pour permettre la formation du biofilm sur les surfaces des puits. - Préparation du biofilm pour l’extraction
Après l’incubation, aspirer délicatement et éliminer le milieu épuisé de chaque puits sans perturber le biofilm.
Rincer soigneusement chaque puits avec du PBS stérile (p. ex. 200 µL) pour éliminer les cellules faiblement attachées et les débris planctoniques. Répéter cette étape deux fois.
Ajouter du PBS frais ou le tampon d’extraction (p. ex. 200 µL) dans chaque puits pour préparer la sonication. - Sonication avec le UIP400MTP
Placer la plaque 96 puits contenant le PBS ou le tampon d’extraction dans le plateau du sonicateur UIP400MTP. Pour positionner correctement la plaque multipuits, suivre les instructions du manuel.
Soniquer pendant 5–6 minutes à un réglage doux (amplitude de 60%, mode pulsé), en assurant une désagrégation uniforme de la structure du biofilm et la libération des composants de l’EM.
Utiliser le contrôle de température du sonicateur UIP400MTP (capteur de température et réglages) pour éviter un échauffement excessif ou une détérioration des échantillons. - Traitement par résine échangeuse de cations (CER)
Transférer le liquide soniqué de chaque puits dans une nouvelle plaque 96 puits.
Ajouter un volume double de suspension de CER (préparée dans du PBS ou du tampon) dans chaque puits (p. ex. 400 µL de volume total par puits).
Sceller la plaque et l’incuber sur un agitateur de plaques ou un rotateur à 400 rpm pendant 3 heures pour permettre la liaison et l’isolement des composants de l’EM. - Séparation et filtration
Centrifuger la plaque à 2 000 × g pendant 10 minutes pour séparer la résine et les cellules du surnageant.
Transférer soigneusement le surnageant contenant l’EM de chaque puits dans une nouvelle plaque 96 puits.
Filtrer le surnageant à travers un filtre de 0,22 µm à l’aide d’un système de collecteur sous vide pour plaques ou d’un équivalent afin d’obtenir un extrait d’EM propre. - Analyse de l’EM
Utiliser des techniques telles que l’UPLC-Q-TOF-MS pour le profilage non ciblé des métabolites, ou employer des essais spécifiques (p. ex. BCA pour les protéines, kits de quantification des triglycérides et des glucides) pour caractériser les composants de l’EM.
Extraction de la matrice extracellulaire à haute cadence
La grande efficacité de l’extraction de la matrice extracellulaire (EM) avec le sonicateur UIP400MTP a révolutionné la préparation des échantillons pour les essais nécessitant une analyse précise des propriétés des biofilms. Le UIP400MTP utilise des ondes ultrasonores pour désagréger la matrice du biofilm de manière précise et uniforme, permettant une libération efficace des composants de l’EM tout en préservant la viabilité et l’intégrité des cellules. Cette approche améliore considérablement la fiabilité d’essais tels que les tests de viabilité des biofilms, les études protéomiques et métabolomiques et les évaluations de la sensibilité aux antimicrobiens.
Pour les essais de récupération des biofilms, comme le dénombrement des unités formant colonies (CFU), l’extraction de l’EM avec le UIP400MTP garantit un accès sans entrave des réactifs aux cellules incluses dans le biofilm. De même, les analyses protéomiques et métabolomiques, telles que l’UPLC-Q-TOF-MS, bénéficient de l’isolement à haut rendement des protéines, des lipides et des métabolites. Le UIP400MTP permet également des tests précis de sensibilité aux antimicrobiens, autorisant une détermination exacte des valeurs MIC et MBEC des biofilms. En outre, l’extraction efficace facilitée par le UIP400MTP contribue aux essais d’activité enzymatique, à la quantification des composants et aux études structurelles, offrant des informations précieuses sur le rôle des matrices extracellulaires dans l’architecture des biofilms, l’adhésion et les mécanismes de résistance.
Cette méthode d’extraction reproductible à haute cadence optimise la préparation de l’EM et garantit des résultats supérieurs dans un large éventail d’essais liés aux biofilms.
Extraction de l’EM à haute cadence avec le sonicateur pour plaques 96 puits UIP400MTP
Bibliographie / Références
- 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.
- 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.
- 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.
Foire aux questions
Quel est le rôle de la matrice extracellulaire ?
La matrice extracellulaire (EM ou ECM) apporte un soutien structurel aux cellules, régule la communication intercellulaire et influence le comportement cellulaire.
Quel est le rôle de la matrice extracellulaire pour les tissus ?
Pour les tissus, l’EM sert d’échafaudage qui maintient l’intégrité structurelle, favorise la résilience mécanique et assure la médiation de la signalisation biochimique pour réguler des processus tels que la croissance, la différenciation et la réparation.
Qu’est-ce que l’adhésion à la matrice extracellulaire ?
L’adhésion à la matrice extracellulaire désigne l’interaction entre les cellules et l’EM, principalement médiée par des molécules d’adhésion de surface cellulaire comme les intégrines, permettant l’ancrage cellulaire, la transduction du signal et la migration.
Pourquoi extrait-on la matrice extracellulaire pour des essais ?
L’EM est extraite pour des essais afin d’étudier sa composition, de comprendre son rôle dans les processus cellulaires et d’examiner son influence sur la progression des maladies, notamment la formation de biofilms et la résistance aux antimicrobiens.
Quelles sont les procédures d’extraction courantes de la matrice extracellulaire ?
Les procédures d’extraction courantes comprennent des méthodes physiques comme l’ultrasonication, des traitements chimiques avec des détergents ou des sels, et la digestion enzymatique, afin d’isoler les composants de l’EM tout en préservant leur intégrité.
Qu’est-ce que la matrice extracellulaire décellularisée (dECM) ?
La matrice extracellulaire décellularisée (dECM) est obtenue en éliminant le matériel cellulaire des tissus tout en préservant les propriétés structurelles et biochimiques de l’EM. Elle est utilisée en médecine régénérative comme échafaudage pour l’ingénierie tissulaire et la culture cellulaire.
En savoir plus sur la décellularisation de la matrice extracellulaire assistée par ultrasons !
Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons haute performance, du laboratoire à l’échelle industrielle.

