Extrakcia extracelulárnej matrice pomocou sonikátora UIP400MTP pre 96-jamkové platničky
Tradičné metódy extrakcie extracelulárnej matrice (EM) často zahŕňajú viacero krokov na narušenie matrice biofilmu. Tieto techniky však môžu byť časovo náročné a nekonzistentné, čo vedie k variabilite výsledkov. Sonikátor UIP400MTP pre 96-jamkové platničky výrazne uľahčuje proces extrakcie EM a zabezpečuje vysoko účinné, presné a rovnomerné narušenie biofilmu vo vysokokapacitných formátoch. UIP400MTP využíva fokusovaný ultrazvuk na vytváranie riadenej kavitácie, ktorá účinne rozrušuje matricu biofilmu pri zachovaní životaschopnosti a integrity buniek zabudovaných v biofilme. Použitie UIP400MTP zvyšuje reprodukovateľnosť a presnosť následných testov, ako sú metabolomické a proteomické analýzy, testy životaschopnosti a štúdie citlivosti na antimikrobiálne látky. Zefektívnením extrakcie EM umožňuje UIP400MTP výskumníkom dosahovať konzistentné a kvalitné výsledky, ktoré poskytujú hlbší pohľad na dynamiku biofilmu a jeho interakcie s vonkajšími činiteľmi.
Extrakcia extracelulárnej matrice
Extracelulárna matrica (EM) je kľúčovou zložkou biofilmov tvorených mikroorganizmami, ako je Candida albicans. EM sa skladá z polysacharidov, proteínov, lipidov a extracelulárnej DNA, zabezpečuje štruktúrnu integritu, sprostredkúva adhéziu k povrchom a významne prispieva k antimikrobiálnej rezistencii. Extrakcia a analýza EM sú nevyhnutné na pochopenie biológie biofilmov, objasnenie mechanizmov rezistencie voči liečivám a identifikáciu nových terapeutických cieľov.
Protokol extrakcie extracelulárnej matrice (EM) z biofilmov Candida albicans pomocou UIP400MTP
Tento protokol sa zameriava na extrakciu extracelulárnej matrice (EM) zo statických biofilmov Candida albicans. Začlenenie sonikátora UIP400MTP nahrádza tradičné zoškrabovanie alebo kroky založené na použití enzýmov s cieľom zvýšiť účinnosť a reprodukovateľnosť.
Potrebný materiál a vybavenie
Pokyny na extrakciu EM krok za krokom
- Tvorba statického biofilmu
Na vytvorenie statických biofilmov inokulujte C. albicans do jamiek 96-jamkovej platničky s použitím média RPMI-1640. Každá jamka by mala obsahovať rovnaký objem inokula (napr. 200 µL na jamku).
Inkubujte platničku pri 37°C v statických podmienkach počas 24 hodín, aby sa na povrchoch jamiek mohol vytvoriť biofilm. - Príprava biofilmu na extrakciu
Po inkubácii z každej jamky opatrne odsajte a zlikvidujte použité médium bez narušenia biofilmu.
Každú jamku opatrne prepláchnite sterilným PBS (napr. 200 µL), aby ste odstránili slabo prichytené bunky a planktónové zvyšky. Tento krok zopakujte dvakrát.
Do každej jamky pridajte čerstvý PBS alebo extrakčný pufor (napr. 200 µL) na prípravu na sonikáciu. - Sonikácia pomocou UIP400MTP
Vložte 96-jamkovú platničku obsahujúcu PBS alebo extrakčný pufor do vaničky sonikátora UIP400MTP. Pri správnom umiestňovaní viacjamkovej platničky postupujte podľa pokynov v návode.
Sonikujte 5–6 minút pri šetrnom nastavení (60% amplitúda, pulzný režim), čím zabezpečíte rovnomerné narušenie štruktúry biofilmu a uvoľnenie zložiek EM.
Použite reguláciu teploty sonikátora UIP400MTP (teplotný snímač a nastavenia), aby ste predišli nadmernému zahrievaniu alebo poškodeniu vzorky. - Ošetrenie katiónomeničovou živicou (CER)
Preneste sonikovanú kvapalinu z každej jamky do novej 96-jamkovej platničky.
Do každej jamky pridajte dvojnásobný objem suspenzie CER (pripravenej v PBS alebo pufri) (napr. celkový objem 400 µL na jamku).
Platničku utesnite a inkubujte ju na trepačke alebo rotátore pre platničky pri 400 rpm počas 3 hodín, aby sa umožnilo naviazanie a izolácia zložiek EM. - Separácia a filtrácia
Centrifugujte platničku pri 2 000 × g počas 10 minút, aby sa živica a bunky oddelili od supernatantu.
Opatrne preneste supernatant obsahujúci EM z každej jamky do novej 96-jamkovej platničky.
Prefiltrujte supernatant cez filter s veľkosťou pórov 0,22 µm pomocou vákuového filtračného systému pre platničky alebo ekvivalentného systému, aby ste získali čistý extrakt EM. - Analýza EM
Na charakterizáciu zložiek EM použite techniky, ako je UPLC-Q-TOF-MS na necielené profilovanie metabolitov, alebo špecifické testy (napr. BCA na stanovenie proteínov a súpravy na kvantifikáciu triglyceridov a sacharidov).
Vysokokapacitná extrakcia extracelulárnej matrice
Vysoká účinnosť extrakcie extracelulárnej matrice (EM) pomocou sonikátora UIP400MTP priniesla revolúciu v príprave vzoriek na testy vyžadujúce presnú analýzu vlastností biofilmu. UIP400MTP využíva ultrazvukové vlny na presné a rovnomerné narušenie matrice biofilmu, čím umožňuje účinné uvoľnenie zložiek EM pri zachovaní životaschopnosti a integrity buniek. Tento prístup výrazne zvyšuje spoľahlivosť testov, ako sú testy životaschopnosti biofilmu, proteomické a metabolomické štúdie a hodnotenia citlivosti na antimikrobiálne látky.
Pri testoch opätovného získavania buniek z biofilmu, ako je počítanie jednotiek tvoriacich kolónie (CFU), zabezpečuje extrakcia EM pomocou UIP400MTP neobmedzený prístup reagencií k bunkám zabudovaným v biofilme. Podobne proteomické a metabolomické analýzy, ako je UPLC-Q-TOF-MS, využívajú výhody izolácie proteínov, lipidov a metabolitov s vysokou výťažnosťou. UIP400MTP podporuje aj presné testovanie citlivosti na antimikrobiálne látky, čo umožňuje presné stanovenie hodnôt MIC a MBEC biofilmu. Účinná extrakcia, ktorú UIP400MTP uľahčuje, navyše pomáha pri testoch enzýmovej aktivity, kvantifikácii zložiek a štruktúrnych štúdiách a poskytuje cenné poznatky o úlohe extracelulárnych matríc v architektúre biofilmu, adhézii a mechanizmoch rezistencie.
Táto vysokokapacitná, reprodukovateľná metóda extrakcie optimalizuje prípravu EM a zabezpečuje vynikajúce výsledky pri celom rade testov súvisiacich s biofilmom.
Vysokokapacitná extrakcia EM pomocou sonikátora UIP400MTP pre 96-jamkové platničky
Literatúra / Referencie
- 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.
Často kladené otázky
Aký je účel extracelulárnej matrice?
Extracelulárna matrica (EM alebo ECM) poskytuje bunkám štruktúrnu oporu, reguluje medzibunkovú komunikáciu a ovplyvňuje správanie buniek.
Akú úlohu plní extracelulárna matrica v tkanivách?
V tkanivách slúži EM ako oporná sieť, ktorá udržiava štruktúrnu integritu, podporuje mechanickú odolnosť a sprostredkúva biochemickú signalizáciu na reguláciu procesov, ako sú rast, diferenciácia a obnova.
Čo je adhézia k extracelulárnej matrici?
Adhézia k extracelulárnej matrici označuje interakciu medzi bunkami a EM, ktorú sprostredkúvajú predovšetkým adhézne molekuly na povrchu buniek, napríklad integríny, a ktorá umožňuje ukotvenie buniek, prenos signálov a migráciu.
Prečo sa extracelulárna matrica extrahuje na testy?
EM sa extrahuje na testy s cieľom skúmať jej zloženie, pochopiť jej úlohu v bunkových procesoch a skúmať jej vplyv na progresiu ochorení vrátane tvorby biofilmu a antimikrobiálnej rezistencie.
Aké sú bežné postupy extrakcie extracelulárnej matrice?
Bežné postupy extrakcie zahŕňajú fyzikálne metódy, ako je ultrazvukové ošetrenie, chemické ošetrenie detergentmi alebo soľami a enzymatické štiepenie na izoláciu zložiek EM pri zachovaní ich integrity.
Čo je decelularizovaná extracelulárna matrica (dECM)?
Decelularizovaná extracelulárna matrica (dECM) sa získava odstránením bunkového materiálu z tkanív pri zachovaní štruktúrnych a biochemických vlastností EM. Používa sa v regeneratívnej medicíne ako oporná sieť pre tkanivové inžinierstvo a kultiváciu buniek.
Prečítajte si viac o decelularizácii extracelulárnej matrice podporovanej ultrazvukom!
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory vo veľkostiach od laboratórnych až po priemyselné.

