Summary

の成長結核バイオフィルム

Published: February 15, 2012
doi:

Summary

特定の条件下で培養すると結核菌は、薬剤耐性バイオフィルムを形成します。ここでは、培養M.ための方法を説明結核のバイオフィルムと薬剤耐性の永続化の頻度を決定する。これらのプロトコルは、M.の薬剤耐性のメカニズムにさらなる研究のために有用であろう結核

Abstract

結核菌は、ヒト結核の病原体は、抗生物質を含む環境ストレスに対して生き残るためには並外れた能力を持っています。ただしMのストレス耐性結核は、結核の1 6ヶ月の長期化学療法への可能性が高い貢献の一つであり、病原体のこの特徴的な表現型の根底にある分子メカニズムは不明である。多くの微生物種がバイオフィルム2から4と ​​呼ばれる高度に組織化され、接続された表面、およびマトリックスカプセル化された構造に自己組織化によるストレスの多い環境で生き残るために進化してきました。コミュニティの成長は、微生物の好適な生存戦略であることが表示され、表面の付着、細胞間コミュニケーション、細胞外高分子物質の合成(EPS)5,6を制御する遺伝的要素によって実現されます。環境ストレスに対する耐性はおそらくEPSによって、おそらくphysioloによって促進されるバイオフィルム7の複雑なアーキテクチャ内で異種の微小環境に個々の菌のgical適応。

最近の一連の論文では、確立されているM.結核結核スメグマチスは、抗結核薬イソニアジドとリファンピシン8-10 50回以上最小発育阻止濃度を許容できるバイオフィルムと呼ばれる組織的な多構造で成長する強い傾向を持っています。M.結核は、しかし興味深いことにヘッドスペースの特定の午前9時01分比で、成熟したバイオフィルムを形成するために特定の条件を満たす必要があります。メディアのほか、大気9空気の限られた交換。特殊な環境条件の要件は、おそらくそのM.実際にリンクすることができます結核は絶対ヒト病原体であり、したがって、組織の環境に適応している。この文書では、培養M.ための方法を実証する結核ボトルや細菌などの遺伝子研究のための便利な12ウェルプレートフォーマットでのバイオフィルム。我々は、M.の弱毒株のためのプロトコルを説明した病原体9in vivo増殖に重要である2つの遺伝子座、panCDRD1、欠失を持つ結核、MC 2 7000、。この株は、安全に、高価なBSL-3施設の要件を回避し、結核の病原体の基礎生物学を理解するためのBSL-2の封じ込めに使用することができます。メソッドは、他の培養可能なマイコバクテリア種のバイオフィルムを成長させるために、メディアの適切な変更で、拡張することができます。

全体的に、培養抗酸菌バイオフィルムの均一なプロトコルは、マイコバクテリアの基本的な弾力性のある特性の研究に興味を持って捜査に役立ちます。さらに、成長マイコバクテリアバイオフィルムの明確かつ簡潔な方法は、臨床や製薬INVを助けるestigators潜在的な薬剤の有効性をテストします。

Protocol

1。 Mの成長バイオフィルム250mlのスクリューキャップボトルの結核 メディアの準備:水900mlの中のグリセロールの60mlを、クエン酸第二鉄アンモニウムの0.05グラムのMgSO 4 KH 2 PO 4、0.5グラム、L-アスパラギン4グラム、クエン酸2gの、の0.5グラムに溶解する。 NaOHでpHを7.0に調整します。実験を始める直前に涼しいし、オートクレーブでは、最終濃度0.1…

Discussion

結核菌の感染によって引き起こされる結核(TB)は、世界の公衆衛生にとって大きな脅威となっている。世界の人口の3分の1近くが無症候病原体に感染すると推定され、約900万の新しいケースは、結核や感染症の約170万、ダイの症状は毎年11で毎年診療所に表示されます。病気の大きな負担には、主にワクチンと六から九ヶ月にわたって投与多剤併用療法を含む非常に複雑な化?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

作品は、国立衛生研究所と米国肺協会からの財政支援を行った。

Materials

Equipment and supplies SUPPLIER CATALOG NUMBER
Incubator VWR Model # 1923/25
Polystyrene culture bottles Fisher Scientific 03-374-300
12-well tissue culture plate VWR 62406-165
50-mL conical tubes VWR 89039-660
Rocker Thermo Scientific 57019-662
Chromatographic refrigerator VWR 55702-520
petri dish VWR 25384-342
     
REAGENT SUPPLIER CATALOG NUMBER
KH2PO4 (monobasic) EMD PX1565-1
MgSO4 Fisher M65-500
L-asparagine Sigma A4284-100G
citric acid Sigma C1857-100G
ferric ammonium citrate Sigma F5879-100G
glycerol EMD GX0185-5
NaOH Sigma S8045-500G
ZnSO4 Sigma Z4750-500G
D-pantothenic acid Sigma P2250-25G
Difco Middlebrook 7H9 Broth Becton Dickinson 271310
Middlebrook OADC Enrichment BBL 212351
Tween-80 Fisher T164-500
250mL storage bottle Corning 430281
12 well plates Falcon (BD) 353043
rifampicin Sigma R3501-1G
methanol J.T. Baker 9070-05
10mlLsyringe Becton Dickinson 301604
1-200μL pipet tips VWR 89079-458
parafilm M VWR PM-996
15mL centrifuge tube Greiner Bio-One 188-285
Difco Mycobacteria 7H11 Agar Becton Dickinson 283810
NaCl Fisher BP358-1
KCl Sigma P9333-500G
Na2HPO4 (dibasic) Sigma S0876-500G

References

  1. Saltini, C. Chemotherapy and diagnosis of tuberculosis. Respir. Med. 100, 2085-2097 (2006).
  2. Hall-Stoodley, L., Stoodley, P. Biofilm formation and dispersal and the transmission of human pathogens. Trends Microbiol. 13, 7-10 (2005).
  3. Costerton, J. W., Stewart, P. S., Greenberg, E. P. Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections. Science. 284, 1318-1322 (1999).
  4. Blankenship, J. R., Mitchell, A. P. How to build a biofilm: a fungal perspective. Curr Opin Microbiol. 9, 588-594 (2006).
  5. Henke, J. M., Bassler, B. L. Bacterial social engagements. Trends Cell Biol. 14, 648-656 (2004).
  6. Kolter, R., Losick, R. One for all and all for one. Science. 280, 226-227 (1998).
  7. Branda, S. S., Vik, S., Friedman, L., Kolter, R. Biofilms: the matrix revisited. Trends Microbiol. 13, 20-26 (2005).
  8. Ojha, A. GroEL1: a dedicated chaperone involved in mycolic acid biosynthesis during biofilm formation in mycobacteria. Cell. 123, 861-873 (2005).
  9. Ojha, A. K. Growth of Mycobacterium tuberculosis biofilms containing free mycolic acids and harbouring drug-tolerant bacteria. Mol. Microbiol. 69, 164-174 (2008).
  10. Ojha, A. K., Trivelli, X., Guerardel, Y., Kremer, L., Hatfull, G. F. Enzymatic hydrolysis of trehalose dimycolate releases free mycolic acids during mycobacterial growth in biofilms. J. Biol. Chem. 285, 17380-17389 (2010).
  11. Dye, C., Lonnroth, K., Jaramillo, E., Williams, B. G., Raviglione, M. Trends in tuberculosis incidence and their determinants in 134 countries. Bull World Health Organ. 87, 683-691 (2009).
  12. Jindani, A., Dore, C. J., Mitchison, D. A. Bactericidal and sterilizing activities of antituberculosis drugs during the first 14 days. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 167, 1348-1354 (2003).
  13. Carter, G., Wu, M., Drummond, D. C., Bermudez, L. E. Characterization of biofilm formation by clinical isolates of Mycobacterium avium. J. Med. Microbiol. 52, 747-752 (2003).
  14. Hall-Stoodley, L., Lappin-Scott, H. Biofilm formation by the rapidly growing mycobacterial species Mycobacterium fortuitum. FEMS Microbiol. Lett. 168, 77-84 (1998).
  15. Alibaud, L. Temperature-dependent regulation of mycolic acid cyclopropanation in saprophytic mycobacteria: role of the Mycobacterium smegmatis 1351 gene (MSMEG_1351) in CIS-cyclopropanation of alpha-mycolates. J. Biol. Chem. 285, 21698-21707 (2010).
check_url/3820?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Kulka, K., Hatfull, G., Ojha, A. K. Growth of Mycobacterium tuberculosis Biofilms. J. Vis. Exp. (60), e3820, doi:10.3791/3820 (2012).

View Video