Le modèle WinCF - Un microcosme peu coûteux et abordable d'une menthe bronchée à mousqueton pour étudier la microbiologie des infections pulmonaires

Résumé

Les voies respiratoires du mucus des patients atteints de fibrose kystique (CF) sont un environnement idéal pour que les agents pathogènes microbiens puissent prospérer. Le manuscrit décrit une nouvelle méthode pour étudier le microbiome des poumons des FC dans un environnement qui imite où ils causent des maladies et comment les altérations des conditions chimiques peuvent entraîner une dynamique microbienne.

Résumé

Beaucoup de maladies chroniques des voies respiratoires entraînent une bouchage de mucus des voies respiratoires. Les poumons d'un individu atteints de fibrose kystique sont un cas exemplaire où leurs bronchioles bouchées de mucus créent un habitat favorable pour la colonisation microbienne. Divers agents pathogènes se développent dans cet environnement en interaction entre eux et entraînent une grande partie des symptômes associés à la maladie des FC. Comme toute communauté microbienne, les conditions chimiques de leur habitat ont un impact significatif sur la structure et la dynamique de la communauté. Par exemple, différents microorganismes se développent dans différents niveaux d'oxygène ou d'autres concentrations de soluté. Ceci est également vrai dans le poumon des FC, où les concentrations d'oxygène sont censées conduire la physiologie et la structure de la communauté. Les méthodes décrites ici sont conçues pour imiter l'environnement pulmonaire et cultiver des agents pathogènes d'une manière plus similaire à celle d'où ils causent une maladie. La manipulation de l'environnement chimique de ces microbes est ensuite utilisée pour étudier comment le chemiDes infections pulmonaires régit son écologie microbienne. La méthode, appelée système WinCF, est basée sur des tubes artificiels à l'épi et des tubes capillaires étroits destinés à fournir un gradient d'oxygène similaire à celui qui existe dans les bronchioles bouchées de mucus. La manipulation des conditions chimiques, telles que le pH du média de la pression des crachats ou des antibiotiques, permet de visualiser les différences microbiologiques dans ces échantillons en utilisant des indicateurs colorés, en surveillant la production de gaz ou de biofilms, ou en extrayant et séquençant le contenu en acide nucléique de chaque échantillon.

Introduction

La méthode décrite dans ce manuscrit s'appelle le système WinCF ¹ . L'objectif global de WinCF est de fournir une configuration expérimentale capable de simuler l'environnement d'une bronchole pulmonaire remplie de mucus. Cela permettra à un système traçable d'étudier les agents pathogènes microbiens des maladies pulmonaires avec un phénotype de l'hypersécrétion du mucus incluant la fibrose kystique (FC), la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), l'asthme et d'autres. La procédure a été conçue spécifiquement pour l'étude de la FC, qui se caractérise par des mutations qui font que les sécrétions pul....

Protocole

1. Préparation des stocks pour l'expectoration artificielle médias

1. Créer une solution de 5% de mucine. Ajouter 1,0 g d'estomac de porc déshydraté mucine à 20 ml d'eau déminéralisée. Autoclaver la solution résultante.
   REMARQUE: La stérilisation mucine détruira sa structure inhérente; d'autres méthodes pour stériliser les mucine sous sa forme sèche comprennent la stérilisation UV et irradiation. Ces méthodes ne sont pas largement utilisées pour le système WinCF cependant.
2. Ajouter 2,2 g de KCI à 50 ml d'eau déminéralisée et permettre la dissolution. Ajouter 5,0 g de NaCl à 50 ml d'eau déminéralisée et permettre la diss....

Résultats

la croissance microbiologique dans les différentes conditions chimiques induites dans les échantillons variait considérablement dans certains cas, et plus subtilement dans d'autres. De nombreux changements dans l'activité étaient de nature visuelle, étant évident que dès que la période d'incubation est terminée. Dans l'exemple de la manipulation du pH, les échantillons à travers le spectre de pH varient considérablement, comme indiqué par des facteurs multiples qui sont a.......

Discussion

Le maquillage microbiologique d'un poumon avec CF contient une grande variété d'organismes, mais les conditions dans le poumon ont vraisemblablement une influence importante sur les types de microbes qui peuvent survivre et prospérer ^{13 , 15} . Les mécanismes spécifiques par lesquels ces conditions changent et les effets exacts qu'elles ont sur le microbiome pulmonaire sont généralement peu clairs actuellement. Dans cette méthode expérimentale, nous p.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Tubes capillaires à code couleur	Fisher Scientific	22-260943
Composé d’étanchéité de tube Cha-seal	Kimble-Chase	43510
Mucine de l’estomac porcin	Sigma	M1778
Ferritine, cationisée de la rate de cheval	Sigma	F7879
Sperme de saumon ADN Sel de sodium (sonifié)	AppliChem Panreac	A2159
Acides aminés non essentiels MEM	Corning cellgro	25-025-CI
Acides aminés MEM	Cellgro	25-030-CI
Émulsion de jaune d’œuf, 50 %	Dalynn Biologicals	VE30-100
Chlorure de potassium	Fisher Scientific	P2157500
Chlorure de sodium	Fisher Scientific	S271500
Tubes de centriguage de 15 mL avec graduations imprimées et capuchons plats VWR		89039-666
Tubes à centrifuger de 50 mL avec graduations imprimées et capuchons plats	VWR	89039-656
Tubes de microcentrifugation de 1,5 mL	Corning	MCT-150-R
Tubes de microcentrifugation de 2,0 mL	Corning	MCT-200-C