Cultiver un biofilm mycobactérien comme modèle pour étudier la résistance aux antimicrobiens

Résumé

Ce protocole décrit une méthode robuste pour développer un biofilm pelliculaire. La méthode est adaptable à différents volumes de culture, ce qui permet une adoption facile pour divers objectifs expérimentaux. La conception de la méthode permet d’évaluer qualitativement ou quantitativement le potentiel de formation de biofilms de plusieurs espèces mycobactériennes.

Résumé

De nombreuses bactéries prospèrent dans des communautés naturelles complexes, présentant des attributs clés de la multicellularité tels que la communication, la coopération et la compétition. La manifestation la plus répandue du comportement multicellulaire bactérien est la formation de biofilms, souvent liés à la pathogénicité. Les biofilms offrent un refuge contre les agents antimicrobiens, favorisant l’émergence de la résistance aux antimicrobiens. La pratique conventionnelle de cultiver des bactéries dans des cultures liquides en flacons agités ne parvient pas à représenter leur croissance physiologique appropriée dans la nature, ce qui limite par conséquent notre compréhension de leur dynamique complexe. Notamment, les profils métaboliques et transcriptionnels des bactéries résidant dans les biofilms ressemblent beaucoup à ceux des cellules en croissance naturelle. Ce parallélisme souligne l’importance des biofilms en tant que modèle idéal pour la recherche fondamentale et translationnelle. Cet article se concentre sur l’utilisation de Mycobacterium smegmatis comme organisme modèle pour illustrer une technique de culture de biofilms de pellicules. L’approche est adaptable à différents volumes de culture, facilitant sa mise en œuvre pour divers objectifs expérimentaux tels que les études antimicrobiennes. De plus, la conception de la méthode permet d’évaluer qualitativement ou quantitativement les capacités de formation de biofilms de différentes espèces mycobactériennes avec des ajustements mineurs.

Introduction

Les bactéries sont capables de survivre en tant qu’entités unicellulaires ; Cependant, dans la plupart des conditions physiologiquement pertinentes, ils s’organisent en mimétiques communautaires. Le biofilm est une organisation communautaire largement reconnue de bactéries formées de cellules agrégées enfermées dans une matrice autoproduite¹. Un tel assemblage possède des signatures de multicellularité précoce et offre une plus grande résistance au stress aux systèmes bactériens. Les biofilms sont souvent tolérants aux antimicrobiens et on estime qu’ils sont responsables de près de 80 % ....

Protocole

Les détails de tous les réactifs et équipements utilisés pour l’étude sont répertoriés dans la table des matériaux.

1. La préparation médiatique de Sauton

1. Préparez 50 ml de solution de dihydrogénophosphate de potassium à 2,5 % en pesant soigneusement 1,25 g de dihydrogénophosphate de potassium et en le dissolvant dans 50 ml d’eau déminéralisée.
2. Préparez 50 ml de solution de sulfate de magnésium à 2,5 % en pesant 2,56 g de sulfate de magnésium et en le dissolvant dans 50 ml d’eau déminéralisée.
3. Préparez 10 ml de solution de citrate d’ammonium fe....

Discussion

Le mode de vie multicellulaire des microbes a été décrit il y a près d’un siècle. Cependant, les études cliniques restent rares, principalement en raison du manque de méthodes robustes¹⁴. Les méthodes décrites dans les travaux sur la biologie du biofilm sont souvent difficiles à adapter. Ici, la méthodologie détaillée, aidée par des démonstrations d’étapes critiques, devrait améliorer la reproductibilité des protocoles.

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.2 µM PVDF syringe filter	Axiva	SFNY04 R
1 mL tips	Genetix	GXM-611000 C
10 µL tips	Genetix	GXM-6110 C
200 µL tips	Genetix	GXM-61200C
6-well polypropylene plates	Tarsons	980010
Amber tubes	Tarsons	546051
Autoclave	Hospharma
Biosafety Cabinet A II	MSET
Blotting paper	Any suitable vendor
Centrifuge	Eppendorf
Citric acid	Sigma	251275
Cuvettes	Bio-Rad	2239955
Ferric ammonium citrate	Sigma	F5879
Gel documentation system	Bio-Rad
Glass Beads	Sigma	G8772
Glucose	Sigma	49139
Glycerol	Sigma	G5516
Inoculation loops	Genaxy	HS81121C
L-Aspargine	Sigma	A0884
LB-agar	Himedia	M1151
LB-media	Himedia	M575
M. smegmatis mc2155 cryo-stock	ATCC	700084
Magnesium sulfate	Sigma	M2643
Micropipettes	Gilson
Parafilm	Tarsons
Petri Dish	Tarsons	460020
pH meter	Labman Scientific Instruments
Plate Reader	Tecan
Polypropylene test tubes	Genaxy	GEN-14100-PS
Potassium phosphate monobasic	Sigma	P5379
Rifampicin	MedchemExpress	HY-B0272
Serological pipette	SPL Life Sciences	95210
Shaker Incubator	Eppendorf
Spatula
Spectrophotometer	Thermo Scientific
Static Incubator	CARON
Sterile 10 mL syringe	Becton Dickinson	309642
Sterile 50 mL syringe	Becton Dickinson	309653
Tween-80	Sigma	P1754
Weighing balance	Sartorius
Zinc sulfate	Sigma	Z0251