Nicel muayene, antibiyotik duyarlılık Neisseria gonorrhoeae toplamları kullanarak ATP-kullanımı ticari deneyleri ve canlı/ölü boyama
Summary
Basit bir ATP ölçme tahlil ve canlı/ölü boyama yöntemi ölçmek ve Neisseria gonorrhoeae hayatta kalma ceftriaxone ile tedaviden sonra görselleştirmek için kullanılmıştır. Bu iletişim kuralı herhangi bir antibiyotik antimikrobiyal etkilerini incelemek için genişletilmiş ve minimum inhibitör konsantrasyonu antibiyotik bakteriyel biyofilmler tanımlamak için kullanılır.
Abstract
Antibiyotik dirençli Neisseria gonorrhoeae (GC) ortaya çıkması bir dünya çapında sağlık tehdidi ve tedavi başarısız bireyler belirlemek gerektiğini vurgulamaktadır. Bu gram-negatif bakteri bel soğukluğu sadece insanlarda neden olur. Enfeksiyon sırasında form toplamları ve/veya biyofilmler yapabiliyor. Minimum inhibitör konsantrasyonu (MIC) testi için antibiyotik duyarlılık belirlemek için ve uygun tedavi tanımlamak için kullanılır. Ancak, içinde vivo ortadan kaldırılması ve laboratuvar sonuçları ile ilişkisi mekanizmasının bilinen değil. Nasıl GC toplama antibiyotik duyarlılık etkiler ve toplam boyutu ve antibiyotik duyarlılık arasındaki ilişkiyi gösterir inceliyor bir yöntem geliştirildi. GC toplamak, antibiyotik öldürmeye daha dayanıklı oldukları zaman, bakteri merkezi ile ceftriaxone tedavi daha iyi daha fazla çevre olan hayatta kalmak için. Verileri N. gonorrhoeae toplama standart agar plaka tabanlı mikrofon yöntemleri kullanarak yansıtılmamış ceftriaxone onun duyarlılık azaltabilir gösterir. Bu çalışmada kullanılan yöntem araştırmacılar bakteri duyarlılık klinik koşullarda test etmek izin verir.
Introduction
Bel soğukluğu ortak bir cinsel enfeksiyon (STI)1iletilen olduğunu. Neisseria gonorrhoeae (GC), gram-negatif bir diplococcal bakteri bu hastalık hastalığının olduğunu. Genital enfeksiyonu belirtileri ağrı idrara çıkma, genelleştirilmiş genital ağrı ve üretral akıntı sırasında neden olabilir. Enfeksiyon genellikle asemptomatik2,3,4,5ve bu genişletilmiş kolonizasyon için sağlar. Bunlar tedavi edilmezse hastalık iletim organizmanın kolaylaştırmak için potansiyel var ve bu Pelvik inflamatuar hastalığa (PID) gibi komplikasyonlara yol açabilir ve dissemine Gonokokal Enfeksiyon (DGI)6gibi büyük sağlık kaygı vardır. Antibiyotik dirençli bel soğukluğu önemli halk sağlığı kriz ve artan bir sosyo-ekonomik yük7var. Sefalosporinler düşük duyarlılık tedavi rejimi değişikliğinden tek bir antibiyotik azitromisin veya doksisiklin ceftriaxone8ile birleştiren çift terapisi, sonuçlandı. Ceftriaxone ve Azitromisin9,10, asemptomatik enfeksiyondan ile birlikte artan başarısızlık bel soğukluğu tedavisi hataları anlama gereğini vurgulamaktadır.
Agar seyreltme ve disk difüzyon testleri, dahil olmak üzere minimum inhibitör konsantrasyonu (MIC) testi bir antibiyotik direnç tanımlamak için standart tıbbi test olarak kullanılmıştır. Yine de, mikrofon test bakteriyel antibiyotik direnci içinde vivo yansıtır Eğer belli değildir. Bakterilerin antibiyotik bakteri yok edici konsantrasyonları huzurunda yaşama bakteriyel biyofilmler oluşumuna katkıda: mikrofon test bu etkisi11algılayamadı. GC biyofilmler mukozal yüzeyler12tarihinde oluşturabilir çünkü biz o antibiyotik broşürüne duyarlılık toplamları içinde bireysel GC içinde görülen farklı olurdu. Ayrıca, çalışmalar üç değişken yüzey molekülleri, Pili, opaklık ilişkili protein (Opa) faz ve arası bakteri etkileşimleri düzenleyen, lipooligosaccharides (LOS), farklı büyüklükte toplamları13için, yol göstermiştir 14 , 15. katkı antibiyotik direnci için bu bileşenlerin uygun yöntemleri eksikliği nedeniyle muayene değil.
Şu anda biyofilm ortadan kaldırılması ölçmek için çeşitli yöntemler vardır. En çok kullanılan nicel biyokütle kristal16boyama violet kullanarak değişiklikleri ölçerek yöntemidir. Ancak, yöntem potansiyel olarak deney tekrarlar17‘ hatalara neden olabilir önemli deneysel manipülasyon gerektirir. Burada kullanılan canlı/ölü boyama yöntemi canlı ve ölü bakteriler ve biyofilm içinde dağılımını görselleştirme sağlar. Ancak, biyofilm yapısı boya penetrasyon azaltır fiziksel bir engel olarak oluşturabilir. Bu nedenle, bir grup içindeki canlı/ölü bakteriler ölçmek için boyama küçük biyofilmler veya onun öncü-microcolonies veya toplamalardan sınırlıdır. Agar seyreltme ve disk difüzyon testleri de dahil olmak üzere diğer yöntemleri toplama etkilerini ölçmek mümkün değildir. GC duyarlılık toplama sonra antibiyotik pozlama, ideal bir yöntem içinde her ikisi için ölçebilen bir nicel tahlil bakteriler yaşamak ve onların dağılımını görselleştirmenizi incelemek için.
Burada açıklanan yordamı bir ATP-kullanımı ölçüm birleştirir ve Canlı/Boyama ölü bir nicelik tahlil ve GC duyarlılık toplamları antibiyotik varlığında içinde görsel olarak inceleyin.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bakteri biyofilmler insan vücudu enfeksiyon sırasında oluşabilir. Geleneksel mikrofon test bir biyofilm bakteri ortadan kaldırmak için gerekli toplama yansıtmaz. Bir biyofilm antimicrobials etkileri test etmek için yanı sıra biyofilm biyokütle esaslı CFUs kaplama yöntemleri biyofilm yapı etkisi nedeniyle hatalı olabilir. Örneğin, kaplama yöntem biricik inşaat eğer biyofilm bozulur. Bu nedenle, elde edilen CFU canlı bakteri gerçek sayısından daha düşük olabilir. Görüntülenmesi ölü ve canlı…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Ulusal Sağlık Enstitüsü teşkilat ve WS AI123340 için bir hibe tarafından desteklenmiştir. L.-CW, JW, A.C., ve E.N. bölümü/Maryland Üniversitesi tarafından finanse edilen “birinci sınıf yenilik & araştırma deneyimi” programına katılmak içinde desteklenen. Fon yayımlamak için çalışma tasarım, veri toplama ve analizi, karar veya el yazması hazırlanması herhangi bir rolü yoktu. UMD CBMG Imaging Core tüm mikroskobu deneyler için anıyoruz.
Materials
| 100x Kellogg's supplement | |||
| Agar | United States Biological | A0930 | |
| BacTiter Assay | Promega | G8232 | |
| Ceftriaxone | TCI | C2226 | |
| Difco GC medium base | BD | 228950 | |
| Ferric nitrate, nonahydrate | Sigma-Aldrich | 254223-10G | |
| Glucose | Thermo Fisher Scientific | BP350-1 | |
| L-glutamine Crystalline Powder | Fisher Scientific | BP379-100 | |
| BacLight live/dead staining | Invitrogen | L7012 | |
| MS11 Neisseria gonorrhoeae strain | kindly provided by Dr. Herman Schneider, Walter Reed Army Institute for Research | ||
| Potassium phosphate dibasic (K2HPO4) | Fisher Scientific | P290-500 | |
| Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) | Fisher Scientific | BP329-1 | |
| Proteose Peptone | BD Biosciences | 211693 | |
| Sodium chloride (NaCl) | Fisher Scientific | S671-10 | |
| Soluble Starch | Sigma-Aldrich | S9765 | |
| Thiamine pyrophosphate | Sigma-Aldrich | C8754-5G | |
| Equipment | |||
| Petri Dishes | VWR | 25384-302 | |
| 8-well coverslip-bottom chamber | Thermo Fisher Scientific | 155411 | |
| 96-well tissue culture plates | Corning, Falcon | 3370 | |
| Biosafety Cabinet (NU-425-600 Class II, A2 Laminar Flow Biohazard Hood) | Nuaire | 32776 | |
| CO2 Incubator | Fisher Scientific | Model 3530 | |
| Confocal microscope equipped with live imaging chamber | Leica | SP5X | |
| Corning 96 Well Black Polystyrene Microplate | Corning | 3904 | |
| Glomax Illuminator | Promega | E6521 | |
| Pipette tips (0.1-10 µL) | Thermo Fisher Scientific | 02-717-133 | |
| Pipette tips (1000 µL) | VWR | 83007-382 | |
| Pipette tips (200 µL) | VWR | 53509-007 | |
| Spectrophotometer Ultrospec 2000 UV | Pharmacia Biotech | 80-2106-00 | |
| Sterile 15 ml conical tubes | VWR | 21008-216 | |
| Sterile Microcentrifuge Tubes (1.7 mL) | Sorenson BioScience | 16070 | |
| Sterile polyester-tipped applicators | Fisher Scientific | 23-400-122 | |
| Sonicator | Kontes | Equivelent to 9110001 |
References
- den Heijer, C. D., et al. A comprehensive overview of urogenital, anorectal and oropharyngeal Neisseria gonorrhoeae testing and diagnoses among different STI care providers: a cross-sectional study. BMC Infectious Diseases. 17 (1), (2017).
- Hein, K., Marks, A., Cohen, M. I. Asymptomatic gonorrhea: prevalence in a population of urban adolescents. The Journal of Pediatrics. 90 (4), 634-635 (1977).
- Hananta, I. P., et al. Gonorrhea in Indonesia: High Prevalence of Asymptomatic Urogenital Gonorrhea but No Circulating Extended Spectrum Cephalosporins-Resistant Neisseria gonorrhoeae Strains in Jakarta, Yogyakarta, and Denpasar, Indonesia. Sexually Transmitted Diseases. 43 (10), 608-616 (2016).
- Chlamydia, W. H. O. Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, syphilis and Trichomonas vaginalis. Methods and results used by WHO to generate 2005 estimates. World Health Organisation, 2011. Prevalence and incidence of selected sexually transmitted infections. World Health Organisation. , (2011).
- Mayor, M. T., Roett, M. A., Uduhiri, K. A. Diagnosis and management of gonococcal infections. American Family Physician. 86 (10), 931-938 (2012).
- Alirol, E., et al. Multidrug-resistant gonorrhea: A research and development roadmap to discover new medicines. PLOS Medicine. 14 (7), (2017).
- Workowski, K. A., Bolan, G. A. Sexually transmitted diseases treatment guidelines, 2015. MMWR Recommendations and Reports. 64, 1-137 (2015).
- Lahra, M. M., et al. Cooperative Recognition of Internationally Disseminated Ceftriaxone-Resistant Neisseria gonorrhoeae Strain. Emerging Infectious Diseases. 24 (4), (2018).
- Wi, T., et al. Antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae: Global surveillance and a call for international collaborative action. PLOS Medicine. 14 (7), 1002344 (2017).
- Singh, S., Singh, S. K., Chowdhury, I., Singh, R. Understanding the Mechanism of Bacterial Biofilms Resistance to Antimicrobial Agents. Open Microbiology Journal. 11, 53-62 (2017).
- Greiner, L. L., et al. Biofilm Formation by Neisseria gonorrhoeae. Infection and Immunity. 73 (4), 1964-1970 (2005).
- Zollner, R., Oldewurtel, E. R., Kouzel, N., Maier, B. Phase and antigenic variation govern competition dynamics through positioning in bacterial colonies. Scientific Reports. 7 (1), (2017).
- Stein, D. C., et al. Expression of Opacity Proteins Interferes with the Transmigration of Neisseria gonorrhoeae. across Polarized Epithelial Cells. PLoS One. 10 (8), 0134342 (2015).
- LeVan, A., et al. Construction and characterization of a derivative of Neisseria gonorrhoeae strain MS11 devoid of all opa genes. Journal of Bacteriology. 194 (23), 6468-6478 (2012).
- Merritt, J. H., Kadouri, D. E., O’Toole, G. A. Growing and analyzing static biofilms. Curr Protoc Microbiol. , (2005).
- Peeters, E., Nelis, H. J., Coenye, T. Comparison of multiple methods for quantification of microbial biofilms grown in microtiter plates. Journal of Microbiological Methods. 72 (2), 157-165 (2008).
- White, L. A., Kellogg, D. S. Neisseria Gonorrhoeae Identification in Direct Smears by a Fluorescent Antibody-Counterstain Method. Journal of Applied Microbiology. 13, 171-174 (1965).
- Swanson, J., Kraus, S. J., Gotschlich, E. C. Studies on gonococcus infection. I. Pili and zones of adhesion: their relation to gonococcal growth patterns. Journal of Experimental Medicine. 134 (4), 886-906 (1971).
- Herten, M., et al. Rapid in Vitro Quantification of S. aureus Biofilms on Vascular Graft Surfaces. Frontiers in Microbiology. 8, 2333 (2017).
- Gracia, E., et al. In vitro development of Staphylococcus aureus biofilms using slime-producing variants and ATP-bioluminescence for automated bacterial quantification. Luminescence. 14 (1), 23-31 (1999).
- Webb, J. S., et al. Cell death in Pseudomonas aeruginosa biofilm development. Journal of Bacteriology. 185 (15), 4585-4592 (2003).
- Jurcisek, J. A., Dickson, A. C., Bruggeman, M. E., Bakaletz, L. O. In vitro biofilm formation in an 8-well chamber slide. Journal of visualized experiments. (47), (2011).
- Wang, L. C., Litwin, M., Sahiholnasab, Z., Song, W., Stein, D. C. Neisseria gonorrhoeae Aggregation Reduces Its Ceftriaxone Susceptibility. Antibiotics (Basel). 7 (2), (2018).
- Lebeaux, D., Ghigo, J. M., Beloin, C. Biofilm-related infections: bridging the gap between clinical management and fundamental aspects of recalcitrance toward antibiotics. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 78 (3), 510-543 (2014).
- Hall-Stoodley, L., et al. Towards diagnostic guidelines for biofilm-associated infections. FEMS Immunology and Medical Microbiology. 65 (2), 127-145 (2012).
