形態変化を特徴付けるプロトコル<em>クロストリジウム・ディフィシル</em>抗生物質治療に対する反応

Summary

Antibiotic efficacy is most commonly determined by conducting killing kinetic studies and measuring colony forming units (CFUs). By integrating scanning electron microscopy (SEM) with these standard methods, we can distinguish the pharmacological effects of treatment between different antibiotics.

Abstract

嫌気性細菌に向けられた新薬開発による抗生物質作用の評価は困難で技術的に要求される。可能なMOAについての洞察を得るために、抗生物質曝露に伴う形態学的変化を走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて視覚化することができる。 SEMイメージングを伝統的なキル曲線と統合することで、薬物行動への洞察が向上し、医薬品開発プロセスが進歩する可能性があります。この前提を試験するために、既知の異なるMOA（バンコマイシンおよびメトロニダゾール）を有する薬物を用いて、曲線を殺し、SEM研究を行った。 C. difficile細胞（R20291）を抗生物質の存在下または非存在下で48時間まで増殖させた。 48時間間隔で、複数の時点で細胞を収集して、抗生物質の有効性を判定し、SEMで画像化した。以前の報告と一致して、バンコマイシンおよびメトロニダゾールは、コロニー形成単位（CFU）カウンターによって測定して、24時間の処理後に有意な殺菌活性を有したティン。 SEMイメージングを用いて、メトロニダゾールは、対照およびバンコマイシンと比較して、細胞長（各抗生物質について細胞長の> 50％の減少; P <0.05）に有意な効果を有することが判明した。薬物治療に対する表現型応答はこれまでにこのように報告されていないが、イメージングおよび測定の汎用性および信頼性ならびに他の実験化合物に対するこの技術の適用を実証する薬物のMOAと一致する。

Introduction

Clostridium difficileはグラム陽性の胞子形成細菌であり、米国では毎年約50万の感染を引き起こし、最高レベルのリスクである疾病防除センター（CDC）による脅威レベルの緊急の病原体と考えられています。 ¹過去10年間に、クロストリジウム・ディフィシレ（C.difficile）に対する抗菌剤の開発が著しかった。 インビトロ研究は、薬物開発プロセスの必要な要素です。伝統的に、 インビトロ感受性および時間殺滅試験は、将来の動物および他のインビボ研究を検証するために使用される。

これらの方法は殺傷作用を評価するために重要な役割を果たすが、薬理学的治療に対する細胞の表現型応答を捕捉しない。スタンドで走査型電子顕微鏡（SEM）を組み込むことにより動力学研究を殺すと、抗生物質の直接的効果のより完全な特徴付けが可能である。ここでは、SEMを抗生物質治療の有効性をプロファイルする手段として使用する方法を提示する。

Protocol

異なる環境または臨床源からC.ディフィシルを単離する環境分離物：0.85％NaClで軽く濡らした滅菌済み綿ゲージを使用して、関心領域（床、ドア、ハンドル、棚など ）の表面を拭きます。 8滅菌手袋を着用し、綿棒を滅菌済みのチューブに入れてください。 臨床分離株（便）：接種ループを使用してセフォキシチン – サイクロセリン – フルクトー?…

Representative Results

クロストリジウム・ディフィシル（Clostridium difficile）は胞子形成細菌であるため、機能的分析の前に栄養細胞と胞子細胞との形態学的相違を決定することが不可欠である。 図1は、増殖曲線および胞子細胞の指数期の間に捕捉された栄養細胞の代表的な画像を示す。図示のように、栄養細胞は長くて滑らかな棒状の構造であるのに対し、胞子は粗?…

Discussion

現在の研究の目的は、C.difficileを単離し、抗生物質の薬理学的作用のより完全な特徴付けのための手段として走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて抗生物質感受性を試験するためのハイスループット法を作製することであった。本明細書で概説したプロトコールを用いて、抗生物質治療に対する細胞の表現型応答を画像化することにより、薬物の薬理学的作用についての洞察を明らかにすること?…

Materials

cotton gauze	Caring	PRM21408C
NaCl	Macron	7532
50mL tubes	Falcon	352098
Brain Heart Infusion (BHI)	Criterion	C5141
L-cysteine	Alfa Aesar	A10389
yeast extract	Criterion	C741
sodium taurocholate	Alfa Aesar	A18346
anaerobic chamber	Coy		vinyl anaerobic chamber
cycloserinecefoxitin fructose agar (CCFA) plates	Anaerobe systems	AS-213
blood agar plates	Hardy diagnostics	A-10
latex agglutination reagent	Oxoid	DR1107A	C. diff test kit
microcentrifuge tubes	Eppendorf	222363204
PBS	Gibco	10010-031
4% paraformaldehyde	Fisher Scientific	50-259-98
microscope slides	J. Melvin freed brand	7525M	75x25mm
flow hood	Labconco	Class II type A2	biosafety cabinet
desk sputtering machine	Denton Vacuum	Desk II
tape	Plastic Core	05072-AB	SPI Double Sided Adhesive Carbon Tape
gold	Denton Vacuum	TAR001-0158	2.375” Diameter x .002” Thick Gold foil
scanning electron microscope	FEI	XL-30