Ekstrakcija izvanstaničnog matriksa sonikatorom UIP400MTP za pločice s 96 jažica
Tradicionalne metode ekstrakcije izvanstaničnog matriksa (EM) često uključuju više koraka za razaranje matriksa biofilma. Međutim, te tehnike mogu biti dugotrajne i nedosljedne, što dovodi do varijabilnosti rezultata. Sonikator UIP400MTP za pločice s 96 jažica znatno olakšava proces ekstrakcije EM-a, omogućujući vrlo učinkovito, precizno i ujednačeno razaranje biofilma u formatima za obradu velikog broja uzoraka. UIP400MTP upotrebljava fokusirani ultrazvuk za stvaranje kontrolirane kavitacije, učinkovito razgrađujući matriks biofilma uz očuvanje vijabilnosti i cjelovitosti stanica ugrađenih u biofilm. Upotreba uređaja UIP400MTP poboljšava ponovljivost i točnost naknadnih ispitivanja, kao što su metabolomičke i proteomičke analize, testovi vijabilnosti i ispitivanja osjetljivosti na antimikrobna sredstva. Pojednostavljujući ekstrakciju EM-a, UIP400MTP omogućuje istraživačima postizanje dosljednih i visokokvalitetnih rezultata te pruža dublji uvid u dinamiku biofilma i njegove interakcije s vanjskim agensima.
Ekstrakcija izvanstaničnog matriksa
Izvanstanični matriks (EM) ključna je sastavnica biofilmova koje stvaraju mikroorganizmi poput vrste Candida albicans. Sastavljen od polisaharida, proteina, lipida i izvanstanične DNA, EM osigurava strukturnu cjelovitost, posreduje u prianjanju na površine i znatno pridonosi antimikrobnoj rezistenciji. Ekstrakcija i analiza EM-a neophodne su za razumijevanje biologije biofilma, razjašnjavanje mehanizama rezistencije na lijekove i prepoznavanje novih terapijskih meta.
Protokol za ekstrakciju izvanstaničnog matriksa (EM) iz biofilmova vrste Candida albicans pomoću uređaja UIP400MTP
Ovaj je protokol usmjeren na ekstrakciju izvanstaničnog matriksa (EM) statičnih biofilmova vrste Candida albicans. Uključuje primjenu sonikatora UIP400MTP umjesto tradicionalnog struganja ili koraka temeljenih na enzimima radi poboljšanja učinkovitosti i ponovljivosti.
Potreban materijal
Detaljne upute za ekstrakciju EM-a
- Stvaranje statičnog biofilma
Za statične biofilmove inokulirajte C. albicans u jažice pločice s 96 jažica upotrebom medija RPMI-1640. Svaka jažica treba sadržavati jednak volumen inokuluma (npr. 200 µL po jažici).
Inkubirajte pločicu na 37°C u statičnim uvjetima 24 sata kako bi se omogućilo stvaranje biofilma na površinama jažica. - Priprema biofilma za ekstrakciju
Nakon inkubacije pažljivo aspirirajte i odbacite istrošeni medij iz svake jažice bez narušavanja biofilma.
Pažljivo isperite svaku jažicu sterilnim PBS-om (npr. 200 µL) kako biste uklonili slabo pričvršćene stanice i planktonske ostatke. Ponovite ovaj korak dvaput.
Dodajte svježi PBS ili pufer za ekstrakciju (npr. 200 µL) u svaku jažicu radi pripreme za sonikaciju. - Sonikacija uređajem UIP400MTP
Postavite pločicu s 96 jažica koja sadržava PBS ili pufer za ekstrakciju u ladicu sonikatora UIP400MTP. Za pravilno postavljanje pločice s više jažica slijedite upute iz priručnika.
Sonicirajte 5–6 minuta pri blagim postavkama (60% amplitude, pulsni način rada), osiguravajući ujednačeno razaranje strukture biofilma i oslobađanje sastavnica EM-a.
Upotrebljavajte regulaciju temperature sonikatora UIP400MTP (temperaturni senzor i postavke) kako biste izbjegli prekomjerno zagrijavanje ili oštećenje uzoraka. - Obrada kationskom izmjenjivačkom smolom (CER)
Prenesite soniciranu tekućinu iz svake jažice na novu pločicu s 96 jažica.
U svaku jažicu dodajte dvostruki volumen suspenzije CER-a (pripremljene u PBS-u ili puferu) (npr. ukupni volumen od 400 µL po jažici).
Zatvorite pločicu i inkubirajte je na tresilici za pločice ili rotatoru pri 400 rpm tijekom 3 sata kako biste omogućili vezanje i izolaciju sastavnica EM-a. - Odvajanje i filtracija
Centrifugirajte pločicu pri 2.000 × g tijekom 10 minuta kako biste odvojili smolu i stanice od supernatanta.
Pažljivo prenesite supernatant koji sadržava EM iz svake jažice na novu pločicu s 96 jažica.
Filtrirajte supernatant kroz filtar od 0,22 µm upotrebom vakuumskog razdjelnog sustava za pločice ili jednakovrijednog sustava kako biste dobili čist ekstrakt EM-a. - Analiza EM-a
Za karakterizaciju sastavnica EM-a upotrebljavajte tehnike kao što je UPLC-Q-TOF-MS za neciljano profiliranje metabolita ili primijenite specifična ispitivanja (npr. BCA za proteine te komplete za kvantifikaciju triglicerida i ugljikohidrata).
Ekstrakcija izvanstaničnog matriksa uz obradu velikog broja uzoraka
Visoka učinkovitost ekstrakcije izvanstaničnog matriksa (EM) sonikatorom UIP400MTP revolucionirala je pripremu uzoraka za ispitivanja koja zahtijevaju točnu analizu svojstava biofilma. UIP400MTP upotrebljava ultrazvučne valove za precizno i ujednačeno razaranje matriksa biofilma, omogućujući učinkovito oslobađanje sastavnica EM-a uz očuvanje vijabilnosti i cjelovitosti stanica. Ovaj pristup znatno poboljšava pouzdanost ispitivanja kao što su testovi vijabilnosti biofilma, proteomička i metabolomička istraživanja te procjene osjetljivosti na antimikrobna sredstva.
Za ispitivanja oporavka biofilma, kao što je brojanje jedinica koje stvaraju kolonije (CFU), ekstrakcija EM-a uređajem UIP400MTP osigurava nesmetan pristup reagensa stanicama ugrađenima u biofilm. Slično tomu, proteomičke i metabolomičke analize, kao što je UPLC-Q-TOF-MS, imaju koristi od izolacije proteina, lipida i metabolita s visokim prinosom. UIP400MTP također omogućuje precizno ispitivanje osjetljivosti na antimikrobna sredstva, čime se omogućuje točno određivanje vrijednosti MIC i MBEC za biofilm. Nadalje, učinkovita ekstrakcija koju omogućuje UIP400MTP pomaže pri ispitivanjima enzimske aktivnosti, kvantifikaciji sastavnica i strukturnim istraživanjima, pružajući vrijedan uvid u ulogu izvanstaničnih matriksa u arhitekturi biofilma, adheziji i mehanizmima rezistencije.
Ova ponovljiva metoda ekstrakcije uz obradu velikog broja uzoraka optimizira pripremu EM-a, osiguravajući vrhunske rezultate u nizu ispitivanja povezanih s biofilmom.
Ekstrakcija EM-a uz obradu velikog broja uzoraka sonikatorom UIP400MTP za pločice s 96 jažica
Literatura / Reference
- 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.
Često postavljana pitanja
Koja je svrha izvanstaničnog matriksa?
Izvanstanični matriks (EM ili ECM) pruža strukturnu potporu stanicama, regulira međustaničnu komunikaciju i utječe na ponašanje stanica.
Koja je uloga izvanstaničnog matriksa u tkivima?
U tkivima EM služi kao potporna struktura koja održava strukturnu cjelovitost, pridonosi mehaničkoj otpornosti i posreduje u biokemijskoj signalizaciji radi regulacije procesa kao što su rast, diferencijacija i obnova.
Što je adhezija na izvanstanični matriks?
Adhezija na izvanstanični matriks odnosi se na interakciju između stanica i EM-a, prvenstveno posredovanu adhezijskim molekulama na staničnoj površini poput integrina, koja omogućuje pričvršćivanje stanica, prijenos signala i migraciju.
Zašto se izvanstanični matriks ekstrahira za ispitivanja?
EM se ekstrahira za ispitivanja radi proučavanja njegova sastava, razumijevanja njegove uloge u staničnim procesima i istraživanja njegova utjecaja na napredovanje bolesti, uključujući stvaranje biofilma i antimikrobnu rezistenciju.
Koji su uobičajeni postupci ekstrakcije izvanstaničnog matriksa?
Uobičajeni postupci ekstrakcije uključuju fizikalne metode poput sonikacije, kemijske obrade deterdžentima ili solima te enzimsku razgradnju radi izolacije sastavnica EM-a uz očuvanje njihove cjelovitosti.
Što je decelularizirani izvanstanični matriks (dECM)?
Decelularizirani izvanstanični matriks (dECM) dobiva se uklanjanjem staničnog materijala iz tkiva uz očuvanje strukturnih i biokemijskih svojstava EM-a. Upotrebljava se u regenerativnoj medicini kao potporna struktura za tkivno inženjerstvo i stanične kulture.
Pročitajte više o decelularizaciji izvanstaničnog matriksa potpomognutoj ultrazvukom!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorijskih do industrijskih veličina.

