Протокол за узгој и одвајање биофилма бактерија рода Staphylococcus
Стандардизоване методе су неопходне за поуздане резултате истраживања. Овде можете пронаћи протокол за узгој и одвајање стафилококних биофилмова. Овај протокол је усмерен на поједностављену припрему великог броја узорака помоћу соникатора за плоче са више бунарчића UIP400MTP, ради ефикасног одвајања биофилма уз високу пропусност у плочама са 96 бунарчића. Протокол садржи и кључне кораке за узгој, испирање и визуелизацију биофилма, са нагласком на смањење варијабилности и обезбеђивање поновљивости.
Истраживање биофилмова бактерија рода Staphylococcus и антибиотика
Биофилмови бактерија рода Staphylococcus имају кључну улогу у упорним инфекцијама због своје отпорности на антибиотике и имуне одговоре. Формирање биофилма обезбеђује заштитно окружење за бактерије, што отежава лечење инфекција. Истраживања биофилмова често су усмерена на разумевање њиховог формирања, понашања и осетљивости на антимикробна средства, са нагласком на методе високе пропусности ради поједностављивања експерименталних поступака.
Соникатор за плоче са више бунарчића UIP400MTP пружа значајну предност у истраживању биофилмова јер омогућава њихово брзо и ефикасно одвајање са плоча са 96 бунарчића. Овај уређај равномерно доводи ултразвучну енергију у све бунарчиће, обезбеђујући уједначене резултате уз смањење варијабилности.
Протокол за узгој и одвајање биофилма бактерија рода Staphylococcus
У наставку вас водимо корак по корак кроз поступак узгоја и одвајања стафилококног биофилма. Као пример аналитичког корака, показујемо како се узгојена биомаса може спектрофотометријски квантификовати бојењем кристал виолетом.
Узгој биофилма бактерија рода Staphylococcus
Потребан материјал:
- Стерилне полистиренске микротитарске плоче са 96 бунарчића са равним дном, површински обрађене за културу ткива, са поклопцима
- Триптиказа соја бујон (TSB) са 0,25% глукозе
- Кабинет за биолошку безбедност
Кораци:
- Припремите стерилно радно окружење у кабинету за биолошку безбедност како бисте свели контаминацију на најмању меру.
- Додајте TSB који садржи 0,25% глукозе у бунарчиће микротитарске плоче. TSB без глукозе углавном не подржава формирање биофилма и треба га користити само као контролу ако је потребно.
- Инокулишите бунарчиће бактеријским сојевима припремљеним како је описано у наставку:
- Припремите бактеријске суспензије, водећи рачуна да не садрже већ постојеће ћелијске агрегате, тако што ћете суспензије хомогенизовати соникацијом или разбити агрегате иглом калибра 23 уз кратко мешање на вортекс мешалици.
- Затворите плочу њеним поклопцем и инкубирајте у условима оптималним за формирање биофилма (нпр. на 37°C током 24 сата).
- Изведите експеримент у три понављања за сваки бактеријски сој (три бунарчића по соју) како бисте обезбедили поузданост.
- Одвојите шест бунарчића по плочи за негативне контроле. На једној плочи са 96 бунарчића може се испитати до 30 сојева.
Визуелизација и испирање биофилма
- Након инкубације пажљиво одбаците хранљиву подлогу како не бисте нарушили биофилм.
- Исперите сваки бунарчић четири пута физиолошким раствором како бисте уклонили планктонске бактерије.
- Прегледајте дно бунарчића да бисте уочили беле мрље које указују на присуство биофилма.
Одвајање биофилма помоћу соникатора за плоче са више бунарчића UIP400MTP
Подешавање уређаја и параметри:
- Соникатор за плоче са више бунарчића UIP400MTP
- Радна подешавања: амплитуда 60%, циклични режим са 60 секунди рада / 30 секунди паузе
Кораци:
- Поставите испрану микротитарску плочу на платформу уређаја UIP400MTP.
- Соникујте узорке при препорученим подешавањима (амплитуда 60%, 60 секунди рада, 30 секунди паузе). Прилагодите подешавања бактеријском соју.
- Покрените поступак соникације да бисте одвојили биофилм. Ултразвучни таласи нарушавају матрикс биофилма и ослобађају приањајуће бактерије.
- UIP400MTP обезбеђује равномерно излагање у свим бунарчићима ради уједначених резултата одвајања.
Аналитички корак: квантификација биомасе одвојеног биофилма бактерија рода Staphylococcus помоћу кристал виолета (CV)
Потребан материјал:
- 0,1% раствор кристал виолета (CV)
- 95% етанол или 30% сирћетна киселина (за солубилизацију)
- Читач микроплоча који омогућава мерење на 570 nm
- Стерилне микротитарске плоче за бојење
Кораци:
- Припрема плоче за бојење: Пренесите 100 µL суспензије одвојеног биофилма из сваког бунарчића сониковане плоче у одговарајуће бунарчиће чисте, стерилне микротитарске плоче са 96 бунарчића. Тиме се обезбеђује чиста и уједначена средина за бојење.
- Бојење одвојеног биофилма: Додајте 150 µL 0,1% раствора кристал виолета у сваки бунарчић који садржи суспензију одвојеног биофилма. Нежно пипетирајте да бисте обезбедили равномерно мешање суспензије биофилма и кристал виолета.
- Инкубација: Оставите плочу да се инкубира на собној температури 15 минута како би кристал виолет ефикасно обојио биомасу.
- Испирање: Након инкубације пажљиво одбаците раствор кристал виолета из бунарчића, не нарушавајући биомасу. Исперите сваки бунарчић три пута стерилним физиолошким раствором да бисте уклонили невезану боју.
- Сушење: Оставите плочу да се осуши на ваздуху на собној температури или у комори са стерилним протоком ваздуха. Избегавајте загревање јер оно може променити резултате.
- Солубилизација: Додајте 200 µL 95% етанола (или 30% сирћетне киселине, у зависности од стандардне лабораторијске праксе) у сваки бунарчић да бисте растворили везани кристал виолет. Нежно мешајте пипетирањем или протресањем плоче 10 минута на собној температури.
- Мерење: Измерите оптичку густину (OD) раствора солубилизованог кристал виолета на 570 nm помоћу читача микроплоча.
- Анализа података: Одузмите средњу вредност OD570 негативних контрола (бунарчића са TSB, али без бактеријског инокулума) од вредности измерених у експерименталним бунарчићима да бисте кориговали позадинско бојење. Забележите и анализирајте податке.
Напомена: Изведите експеримент у три понављања за сваки услов да бисте обезбедили поновљивост. Обезбедите правилно руковање кристал виолетом и етанолом, придржавајући се протокола за безбедност и одлагање отпада.
Кратак преглед кључних предности уређаја UIP400MTP:
- Обрада великог броја узорака: Пројектован посебно за плоче са више бунарчића, што вам омогућава истовремену обраду више узорака.
- Равномерна расподела ултразвука: Обезбеђује једнак интензитет ултразвука у свим бунарчићима, пружајући доследне резултате за све узорке.
- Користите било коју стандардну плочу: UIP400MTP може да обрађује било које стандардне плоче са више бунарчића, Петријеве шоље и сталке са епруветама. Нису потребне скупе плоче специфичне за произвођача!
- Интерфејс једноставан за употребу: Једноставно подешавање и управљање чине га одличним алатом за повећање продуктивности лабораторије. Програмабилна подешавања и аутоматизација олакшавају стандардизацију процеса!
Одвајање биофилма уз велики капацитет обраде помоћу соникатора за плоче са 96 бунарчића UIP400MTP
Литература / Референце
- 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.
Често постављана питања
Шта су екстрацелуларне полимерне супстанце (EPS)?
Екстрацелуларне полимерне супстанце (EPS) представљају сложену мешавину биополимера, првенствено састављену од полисахарида, протеина, нуклеинских киселина и липида, које луче микроорганизми у биофилмовима. EPS формирају заштитни матрикс који обавија микробну заједницу, обезбеђује структурни интегритет, посредује у приањању за површине и штити ћелије од стресних фактора из окружења, укључујући антибиотике и имунске одговоре.
Шта се подразумева под планктонским бактеријама?
Планктонске бактерије су слободно плутајући једноћелијски микроорганизми који се налазе у суспензији, на пример у течној култури или телесним течностима, уместо да буду причвршћени за површине или да формирају организоване заједнице попут биофилмова.
Која је разлика између биофилма и планктонских бактерија?
Кључна разлика између биофилма и планктонских бактерија лежи у њиховој организацији. Биофилмови су организоване заједнице бактерија причвршћене за површину и уграђене у матрикс екстрацелуларних полимерних супстанци (EPS), док планктонске бактерије слободно плутају и немају такву структурну организацију.
Да ли је бактерије у биофилмовима теже третирати антибиотицима него планктонске бактерије?
Бактерије у биофилмовима знатно је теже сузбити антибиотицима него планктонске бактерије. Матрикс биофилма делује као физичка баријера, а бактерије у њему показују измењена метаболичка стања и повећану отпорност на стрес, што доприноси смањеној ефикасности антибиотика.
Могу ли се биофилмови уништити антибиотицима?
Биофилмови се понекад могу искоренити антибиотицима, али је то тешко постићи. Ефикасно лечење често захтева високе концентрације антибиотика, специфичне комбинације или додатне терапије, јер матрикс EPS-а и механизми отпорности бактерија штите биофилм.
Да ли су бактерије рода Staphylococcus адхерентне?
Бактерије рода Staphylococcus добро су познате по својој способности приањања. Лако се везују за површине и формирају биофилмове, нарочито на медицинским средствима или ткивима домаћина, због чега у великој мери доприносе упорним инфекцијама.
Које врсте бактерија рода Staphylococcus постоје?
Бактерије рода Staphylococcus обухватају више врста, од којих су најзначајније Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis. S. aureus је патогена бактерија и може изазвати тешке инфекције, док се S. epidermidis често повезује са инфекцијама медицинских средстава које су повезане са биофилмом.
Шта је кристал виолет?
Кристал виолет је базна боја која се често користи за бојење биолошких материјала. У микробиологији се користи за процену формирања биофилма бојењем биомасе, која се затим може спектрофотометријски квантификовати.
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси, од лабораторијских до индустријских размера.


