Summary

형태 변화를 규명하기위한 프로토콜<em> 클로스 트리 디움 디피 실</em> 항생제 치료에 대한 반응

Published: May 25, 2017
doi:

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

혐기성 박테리아에 대한 신약 개발로 항생제 작용을 평가하는 것은 어렵고 기술적으로 까다 롭습니다. 가능한 MOA에 대한 통찰력을 얻으려면 항생제 노출과 관련된 형태 학적 변화를 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 시각화 할 수 있습니다. 전통적인 살인 곡선과 SEM 이미징을 통합하면 약물 작용에 대한 우리의 통찰력을 향상시키고 약물 개발 프로세스를 향상시킬 수 있습니다. 이 전제를 테스트하기 위해 알려진 MOA (vancomycin 및 metronidazole)를 가진 약물을 사용하여 곡선을 죽이고 SEM 연구를 수행했습니다. C. difficile 세포 (R20291)는 항생제의 존재 또는 부재하에 48 시간까지 성장시켰다. 48 시간 간격으로 항생제 유효성을 결정하고 SEM에서 영상을 얻기 위해 여러 시점에서 세포를 수집했습니다. 이전 보고서와 일치하여, vancomycin과 metronidazole은 식민지 형성 단위 (colony-forming unit, CFU)에서 측정 한 24 시간 처리 후에도 상당한 살균 활성을 보였다.팅. SEM 이미징을 사용하여 metronidazole은 대조군과 vancomycin에 비해 세포 길이에 유의 한 영향을 주었다 (각 항생제의 세포 길이가 50 % 이상 감소, P <0.05). 약물 치료에 대한 표현형 반응은 이전에 이러한 방식으로 문서화되지 않았지만, 약물의 MOA와 일관성이 있으며, 이미징 및 측정의 다양성과 신뢰성 및 다른 실험 화합물에 대한이 기술의 적용을 입증합니다.

Introduction

Clostridium difficile 은 그람 양성, 포자 형성 세균으로 매년 미국에서 약 50 만 건의 감염을 일으키며 질병 위험 예방 센터 (CDC)에서 위협 수준의 긴급 병원체로 간주됩니다. 1 지난 10 년 동안 C. difficile 에 대한 항균제 개발에 상당한 약물 개발이 있었습니다 . 2 , 3 시험 관내 연구는 약물 개발 과정의 필수 구성 요소입니다. 전통적으로 in vitro 감수성 및 시간 사멸 연구는 미래의 동물 및 기타 생체 내 연구를 검증하는 데 사용됩니다.

이 방법은 살상 행동을 평가하는 데 중요한 역할을하지만, 약리학 적 치료에 대한 세포의 표현형 반응을 포착하지는 않습니다. 표준 전자 현미경 (SEM)을 통합하여동역학 연구를 중단하면 항생제 직접 효과에 대한보다 철저한 특성 분석이 가능하다. 5 , 6 , 7 여기서 우리는 SEM을 항생제 치료의 효능을 설명하는 수단으로 사용하는 방법을 제시한다.

Protocol

1. 다른 환경 적 또는 임상 적 출처로부터 C. difficile의 분리 환경 분리 물 : 사전 멸균 된 면화 게이지 (0.85 % NaCl로 가볍게 적신)를 사용하여 관심 영역 (바닥, 문, 손잡이, 선반 등 )의 표면을 닦습니다. 8 멸균 된 장갑을 착용하고 완료된 후 멸균 된 튜브에 면봉을 놓습니다. 임상 분리 물 (대변) : 접종 루프를 사용하여 cefoxitin-cycloserine-fructose 한천 (CCFA)?…

Representative Results

Clostridium difficile 은 포자 형성 세균이며 기능 분석 전에 식물과 포자 세포 사이의 형태 학적 차이를 결정하는 것이 필수적입니다. 그림 1 은 성장 곡선과 포자 세포의 지수 단계에서 캡처 한 식물 세포의 대표 이미지를 보여줍니다. 묘사 된 바와 같이 식물 세포는 길고 매끄 럽고 막대 모양의 구조이며 포자는 거칠고 외형이 작은 타원형 구조입니다. 기?…

Discussion

현재 연구의 목표는 C. difficile을 분리 하고 항생제의 약리 작용을보다 철저히 특성화하기위한 수단으로 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 항생제 감수성을 검사하는 높은 처리량 방법을 만드는 것이 었습니다. 여기에 설명 된 프로토콜을 사용하여 우리는 항생제 치료에 대한 세포의 표현형 반응을 이미지화하면 약물의 약리 작용에 대한 통찰력을 확인할 수 있음을 입증했습니다. 전체적?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

These experiments have been supported by research grants from Merck and Co. and Summit, PLC.

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

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Citar este artigo
Endres, B., Bassères, E., Rashid, T., Chang, L., Alam, M. J., Garey, K. W. A Protocol to Characterize the Morphological Changes of Clostridium difficile in Response to Antibiotic Treatment. J. Vis. Exp. (123), e55383, doi:10.3791/55383 (2017).

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