Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Method Article
Clostridium difficile es una bacteria patógena que es un anaerobio estricto y causa diarrea asociada a antibióticos (DAA). Aquí, métodos para aislar, cultivar y mantener C. se describen las células vegetativas y esporas difficile. Estas técnicas requieren una cámara anaeróbica, que requiere un mantenimiento regular para garantizar las condiciones adecuadas para una óptima C. cultivo difficile.
Clostridium difficile es un anaerobio, bacteria Gram-positiva, esporogénica que es el principal responsable de la diarrea asociada a antibióticos (DAA) y es un patógeno nosocomial significativo. C. difficile es notoriamente difícil de aislar y cultivar y es extremadamente sensible a incluso niveles bajos de oxígeno en el medio ambiente. Aquí, métodos para aislar C. difficile a partir de muestras fecales y, posteriormente, el cultivo de C. difficile para la preparación de los stocks de glicerol para el almacenamiento a largo plazo se presentan. También se describen técnicas para la preparación y la enumeración de las existencias de esporas en el laboratorio para una variedad de aplicaciones posteriores, incluyendo estudios de microscopía y animales. Estas técnicas requieren una cámara anaeróbica, que mantiene un ambiente anaeróbico coherente para garantizar condiciones adecuadas para óptima C. crecimiento difficile. Proporcionamos protocolos para la transferencia de materiales dentro y fuera de la cámara sin Cautilizando una contaminación significativa de oxígeno, junto con sugerencias para el mantenimiento regular necesario para mantener el medio ambiente anaeróbico apropiado para una eficiente y consistente C. cultivo difficile.
Clostridium difficile es una bacteria formadora de esporas Gram-positivo que es un anaerobio obligado y un patógeno gastrointestinal potencialmente fatal de los seres humanos y animales. Inicialmente descrito en 1935 como un organismo comensal encuentra en las muestras de heces de los recién nacidos 1, C. difficile más tarde se demostró que era el agente causante de la colitis pseudomembranosa asociada con el tratamiento antibiótico 2. C. infecciones difficile (CDI) son típicamente precedidas de un tratamiento con antibióticos que resulta en la alteración de la flora normal del colon, creando un nicho para C. difficile prospere 2. C. difficile se transmite como una espora latente a través de la vía fecal-oral y posteriormente germina dentro del tracto gastrointestinal, produciendo células vegetativas capaz de generar varias toxinas y causando la enfermedad grave y la colitis 3. CDI suelen ser refractarios a los tratamientos convencionales y estos eninfecciones son frecuentemente recurrente 4. Como resultado, los CDI son responsables de hasta $ 4.8 mil millones en costos de atención de la salud en los Estados Unidos 5-7.
C. difficile es muy sensible a incluso niveles bajos de oxígeno en el medio ambiente. Para C. difficile de persistir en el medio ambiente y se transmite de manera eficiente de un huésped a otro, la formación de una espora metabólicamente inactiva es crítica 8. Debido a que el mantenimiento de laboratorio y la manipulación de C. difficile requiere un ambiente anaeróbico controlado, estas técnicas requieren el uso de una cámara anaeróbica. El uso de cámaras anaeróbicas se ha traducido en un aumento de la recuperación y el aislamiento de anaerobios obligados 9-11, y ha permitido una serie de técnicas moleculares que se deben realizar en un ambiente anaeróbico.
Además de C. difficile, el uso cámara anaeróbica y mantenimiento descritos aquí son aplicablesa otros anaerobios obligados, como otras especies clostridiales (por ejemplo, C. perfringens), otras especies gastrointestinales (por ejemplo, especies de Bacteroides 12) y patógenos periodontales (por ejemplo, especies de Peptostreptococcus 13).
Nota: C. difficile es un patógeno humano y animal que puede causar enfermedad gastrointestinal. Los experimentos con C. difficile debe realizarse con las precauciones de bioseguridad apropiadas (BSL-2).
1. Cámara anaeróbica de uso y mantenimiento
C. difficile es un anaerobio estricto y es extremadamente sensibles incluso a concentraciones bajas de oxígeno en la atmósfera. Por lo tanto, se necesita un ambiente anaeróbico controlada para su manipulación con éxito. El uso de una cámara anaeróbica (Figura 1A) proporciona el entorno más estable y las condiciones ideales para el cultivo efectivo de C. difficile y otras bacterias anaerobias 14. Aquí, una atmósfera que contiene una mezcla de gases (5% de CO 2, 10% de H 2, 85% de N 2) se puede mantener de forma estable.
Para introducir ningún artículo dentro de la cámara sin contaminación significativa de oxígeno,una esclusa de aire debe ser utilizado (Figura 1B). Este dispositivo funciona como un intercambio de gases y funciona de forma automática, semi-manualmente o de forma manual. La esclusa de aire tiene dos puertas: una que proporciona acceso a la parte exterior de la esclusa de aire y la otra que proporciona acceso al interior de la cámara anaeróbica. Dependiendo del modelo, la esclusa de aire puede tener una puerta adicional, que puede ofrecer acceso a una cámara anaeróbica contigua, ahorrando así el costo de una esclusa de aire separada. A no ser que se mueve activamente elementos dentro o fuera de la cámara, las dos puertas deben permanecer cerradas en todo momento para evitar la contaminación de oxígeno. La esclusa de aire posee un interruptor de encendido / apagado en la parte frontal y un panel que contiene cuatro botones. Las líneas de gas y manguera de la bomba de vacío se conectan en la parte posterior de la cámara de aire, cerca del panel donde se encuentran los interruptores de operación manual completa de la unidad. Se recomienda que dos ciclos de purga, utilizando gas nitrógeno (N 2), se utilizan antes de llenar el intercambio con la mezcla de gases (CO2 al 5%, 10% de H 2, 85% de N 2) para reducir la cantidad de oxígeno introducido en la cámara. También es importante no dejar ya sea puerta abierta durante más tiempo que el tiempo de la cantidad requerida para mover los elementos en y fuera de el intercambio y para planificar cuidadosamente experimentos para reducir la frecuencia de los elementos en movimiento dentro y fuera de la cámara. Los diferentes procedimientos de funcionamiento de cámaras anaeróbicas vinilo se describen a continuación. Antes de seguir estos protocolos, asegúrese de que sean compatibles con las instrucciones del fabricante suministradas con la cámara.
2. El cultivo, la enumeración y Almacenamiento C. difficile en muestras de heces
Este procedimiento está diseñado para recuperar C. difficile en muestras fecales que contiene esporas y mantendrá después, las colonias aisladas como las células vegetativas o esporas en el almacenamiento a largo plazo como stocks de glicerol. Alternativamente, este procedimiento se puede utilizar para enumerar el número de C. presente difficile en muestras de heces (por ejemplo, de estudios en animales). Para enriquecer selectivamente y diferencialmente para C. difficile, taurocolato de agar-cefoxitina-cicloserina-fructosa (TCCFA) se utiliza para inhibir el crecimiento de la flora fecal normales 15-16. Cicloserina es bacteriostática para las bacterias Gram-negativas, mientras que cefoxitina inhibe de manera más amplia el crecimiento de bacterias tanto Gram-negativos y positivos, con la excepción de C. difficile y más entran cepas cocos. Un indicador de pH, rojo neutro, se puede incluir en el medio, como la fermentación de fructosa dará lugar a una disminución en el pH y un cambio de color posterior de rojo / naranja a amarillo. Para recuperar de manera eficiente las esporas de C. difficile como bacterias vegetativas, el taurocolato de sodio sal biliar se utiliza para inducir la germinación 17-18. Debido C. difficile forma esporas, el alcohol o el tratamiento térmico de las muestras se puede utilizar para reducir o eliminar las células vegetativas, limitando el crecimiento de la flora contaminante, lo que puede aumentar la eficiencia de C. recuperación difficile 19. Como se mencionó anteriormente, es crítico para pre-reducir todas las placas durante al menos 1-2 horas en la cámara anaeróbica antes de su uso para asegurar la eliminación de oxígeno residual. Dryi Aireng las placas antes de su uso en la cámara pueden reducir la condensación. Medio líquido puede necesitar hasta 24 horas para reducir en función del volumen y la relación superficie-aire del recipiente utilizado.
Antes de comenzar, los siguientes elementos deben ser colocados en la cámara anaeróbica:
* Alternativamente, las colonias aisladas se pueden propagar sobre placas de agar BHIS, y posteriormente se rasparon y se resuspendieron en medio líquido BHIS con 15% de glicerol para su almacenamiento a largo plazo a -80 ° C. ** Es importante notar que la tinción de Gram no es una estrategia efectiva para identificar C. difficile directamente a partir de muestras de heces 23 ; C. difficile primero debe estar aislada de las otras especies de flora presentes en la materia fecal.
3. El cultivo de C. difficile de existencias congeladas Glicerol
Este procedimiento proporciona para la recuperación de C. difficile de las existencias almacenadas de glicerol a -80 ° C. Debido a que los ciclos de congelación-descongelación pueden destruir las células vegetativas, es importante mantener los stocks de glicerol congelado en todo momento. No se recomienda el uso de hielo seco para la transferencia de cepas dentro y fuera de la cámara como la evaporación del hielo seco puede cambiar el ambiente dentro de la cámara. En su lugar, se recomienda el uso de bastidores de refrigeración congelado para mantener las reservas de glicerol congelados durante el transporte. Para diversos fines selectivos y diferenciales, tres medios de comunicación se utilizan comúnmente para el cultivo de C. difficile. TCCFA, como se discutió anteriormente, es selectiva para C. difficile y contiene taurocolato de sodio, un germinantes. Infusión de corazón cerebro suplementado con extracto de levadura (BHIS) es un medio enriquecido comúnmente utilizado,, no selectivo que permite el crecimiento de una amplia variedad de organismos (Figura 2A) 24. Frecuentes, L-cisteínae se añade a BHIS como agente reductor 20. Finalmente, la adición de la sangre al medio (Figura 2B) permite para la esporulación más eficiente que en TCCFA y proporciona para la detección de la única fluorescencia verdosa o verde pálido exhibido por C. difficile en virtud de onda larga ultravioleta (UV) 15 (Figura 2 C). Cuando el cultivo de C. difficile de las existencias de esporas, es fundamental recordar que taurocolato de sodio debe ser añadido al medio para asegurar la germinación.
Antes de comenzar, los siguientes elementos deben ser colocados en la cámara anaeróbica:
4. Purificar Las esporas de C. difficile
Como se requiere la esporulación para la supervivencia en ambientes ricos en oxígeno y para la transmisión eficiente de la enfermedad 8, la preparación de las existencias de esporas es often necesaria para las aplicaciones posteriores, no se limita a los estudios de microscopía y animales. Es importante señalar que la enumeración de las esporas requiere la repetición para asegurar la reproducibilidad de los recuentos. Medir con una pipeta hacia arriba y abajo varias veces entre diluciones también reduce la pérdida desde esporas se adhieren al plástico también.
La esporulación de C. difficile no es tan rápida o tan homogénea otras especies esporogénicas. Para optimizar la producción y la recuperación de esporas, se recomienda, ya sea medio de esporulación (SMC) 17,25 o 70:30 medio 26. Otros medios utilizados son BHIS, que requiere 4-5 días de crecimiento antes de la esporulación eficiente se ve 27 y Clospore, un medio líquido que produce altos títulos de esporas (julio 10 a agosto 10 esporas por mililitro) después de 72 h de crecimiento. Otros protocolos utilizan agua enfriada con hielo en lugar de PBS 1X 20, sin embargo, el uso de una solución isotónica puede reducir esporas se peguen entre sí y superficies de plástico. Alternativamente,algunos investigadores purifican aún más sus esporas usando un gradiente de sacarosa para eliminar completamente las células vegetativas y los desechos 29.
Antes de comenzar, los siguientes elementos deben ser colocados en la cámara anaeróbica:
Un ejemplo de C. difficile crecido en BHIS y Columbia anaeróbica ovejas medios de agar sangre puede ser visto en la Figura 2. C. difficile forma colonias irregulares que son planas y poseen una apariencia de vidrio esmerilado que es evidente en ambos medios. Aquí, un aislado clínico-eritromicina sensible de C. difficile, 630E 30, se cultiva en BHIS de agar, un medio enriquecido, no selectivo, durante 24 horas a 37 ° C (Figura 2A). Las colonias s...
Los métodos descritos aquí permiten una recuperación rápida y sencilla de C. difficile a partir de una variedad de muestras fecales, incluyendo seres humanos, ratones y hámsteres, así como el almacenamiento a largo plazo de C. difficile como stocks de glicerol o de esporas. C. difficile puede ser un organismo difícil de cultivar, pero cuidado mantenimiento de un ambiente anaerobio y la aplicación de técnicas asépticas puede proporcionar para un crecimiento vigoroso y una reducción e...
No hay conflictos de interés declarado.
Nos gustaría dar las gracias a Coy Laboratorios amablemente para proporcionar imágenes de la cámara anaeróbica. Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud de subvención DK087763 (SMM) y un plan de estudios STEP / HHMI Desarrollo de la Confraternidad (ANE).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Proteose Peptone no. 2 | BD | 212120 | |
Na2HPO4 | Fisher | S373 | |
KH2PO4 | Fisher | BP362 | |
NaCl | Fisher | S27 | |
MgSO4 (anhydrous) | Fisher | M65 | |
á´…-Fructose | Fisher | L96 | |
Sodium taurocholate | Sigma | T4009 | |
á´…-cycloserine | Sigma | C6880 | |
Cefoxitin | Fluka | C4786 | |
Brain heart infusion medium | BD | 237300 | |
Proteose Peptone | BD | 211684 | |
(NH4)2SO4 | Sigma | A5132 | |
Tris base | Fisher | BP152 | |
Agar | BD | 214010 | |
L-cysteine | Sigma | C7755 | |
BactoPeptone | BD | 211684 | |
Columbian sheep blood agar | Fisher | L21928 | |
NaCl | Fisher | S27 | |
KCl | Fisher | P217 | |
Glycerol | Fisher | BP2291 | |
Sterile inoculating loops | Fisher | 22363596 | |
Sterile swabs | Fisher | 1495990 | |
Coy Vinyl Anaerobic Chamber and Accessories | Coy Laboratory Products, Inc | Customer Specified | These items are custom ordered per laboratory needs |
Materials | |||
TCCFA agar Proteose peptone no. 2 (Difco) 40 g Na2HPO4 5 g KH2PO4 1 g NaCl 2 g MgSO4 (anhydrous) 0.1 g Fructose 6 g Agar 20 g Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. After autoclaving, add: 10 ml of 10% (w/v) sodium taurocholate, filter-sterilized (dissolve in water; final concentration, 0.1%) 25 ml of 10 mg/ml á´…-cycloserine, filter-sterilized (dissolve in water; final concentration, 250 μg/ml) 1.6 ml of 10 mg/ml cefoxitin, filter-sterilized (dissolve in water; final concentration, 16 μg/ml) BHIS Medium Brain heart infusion 37 g Yeast extract 5 g For plates, add 15 g agar. Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. Optional (add after autoclaving): 3 ml of 10% (w/v) L-cysteine (dissolve in water; final concentration, 0.03%) 10 ml of 10% (w/v) sodium taurocholate (dissolve in water; final concentration, 0.1%) SMC Sporulation Medium BactoPeptone 90 g Protease peptone 5 g (NH4)2SO4 1 g Tris base 1.5 g Agar 15 g Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. Optional (add after autoclaving): 3 ml of 10% (w/v) L-cysteine (dissolve in water; final concentration, 0.03%) 70:30 Medium BactoPeptone 63 g Protease peptone 3.5 g Brain heart infusion 11.1 g Yeast extract 1.5 g (NH4)2SO4 0.7 g Tris base 1.06 g For plates, add 15 g agar. Bring to 1 L with deionized water and autoclave at 121 °C for 20 min to sterilize. After autoclaving, add 3 ml of 10% (w/v) L-cysteine (final concentration, 0.03%). Blood agar The use of premade Columbia anaerobic sheep blood agar plates (Fisher Scientific, L21928)35 is recommended. 1X Phosphate buffered saline (PBS) NaCl 8.01 g KCl 0.2 g Na2HPO4 1.44 g KH2PO4 0.27 g Bring to 1 L with deionized water and adjust pH to 7.4 with HCl. Filter sterilize before use. |
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este JoVE artículos
Solicitar permisoThis article has been published
Video Coming Soon
ACERCA DE JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados