Method Article
leprae Mycobacterium, הסוכן סיבתי של צרעת, אינו גדל במבחנה. אנו מתארים קל לעקוב פרוטוקול להכין השעיה מתגית כדי להבטיח השמירה על כמויות גדולות של מ ' leprae עבור מגוון רחב של יישומים. פרוטוקולים להפצה על ידי חיסון עכבר שודד דרכים, הערכה של כדאיות, הקפאה והפשרת מניית צילארית מתוארים בפירוט.
צרעת, הנגרמת על ידי Mycobacterium leprae, היא מחלה זיהומית חשובה שעדיין אנדמי במדינות רבות ברחבי העולם, כולל ברזיל. כרגע אין שיטות ידועות לגידול מ leprae במבחנה, המציגה מכשול עיקרי במחקר של פתוגן זה במעבדה. לכן, השמירה על צמיחתו של מ ' זני leprae מבוצעים רצוי בעכברים בעירום athymic (NU-Foxn1 נו). תנאי המעבדה לשימוש בעכברים הם זמינים, קלים לביצוע, ונאפשר סטנדרטיזציה ופיתוח של פרוטוקולים להשגת תוצאות לשחזור. בדו"ח הנוכחי, אנו מתארים פרוטוקול פשוט לטיהור של חיידקים מלכפות הרגלי עכבר בעירום באמצעות טריפסין, אשר מניב השעיה עם פסולת תא מינימאלית ועם מדד כדאיות חיידקים גבוה, כפי שנקבע על ידי מיקרוסקופ פלואורסצנטי. שינוי לשיטה סטנדרטית לספירת צילארית ידי Ziehl-Neelsenמכתים ומיקרוסקופ אור הוא הוכיחה גם. בנוסף, אנו מתארים פרוטוקול להקפאה והפשרת מניות צילארית כפרוטוקול חלופי לצורך התחזוקה והאחסון של מ ' זני leprae.
צרעת, מחלה הנגרמת על ידי Mycobacterium leprae, היא בעיה בריאותית ציבורי חשובה במדינות רבות ברחבי העולם 1,2. למרות היותו ידוע כמחלה מדבקת המשפיעה על עור ועצבים היקפיים, יש עדיין כמה פערים בידע לגבי המנגנונים המעורבים בimmunopathogenesis המורכב של המחלה.
בין המאפיינים המאתגרים של מ ' leprae המעכב את המחקר שלה הוא חוסר היכולת שלה לצמוח בתקשורת המלאכותית תרבות והזמן ארוך יחסית ההכפלה שלה (כ 14 ימים) 3,4. רוב הפרוצדורות המשתמשות מ ' leprae מוגדרים עם חיידקים מטוהרים מנגעים בעור של חולי צרעת או ממודלים של בעלי חיים ניסיוני, כמו ארמדילים ומספר זנים של עכברי 5,6.
במשך שנים רבות, חוקרים תלויים בטיהורו של מ ' leprae מנגעים בעור של lepr multibacillaryחולי osy לשימוש בפרוצדורות. תנאי מעבדה כמה לגידול או תחזוקה במבחנה של מ 'בשידור חי leprae כבר ניסה, אך עד כה, מודלים בבעלי החיים הוכיחו שהוא מתאים ביותר למטרות מחקר. ב1960s and 1970s, חוקרים החלו להשתמש בעכברים וארמדילים לזיהוי והערכה של מ ' כדאיות leprae, מעקב התפתחות חיידקים בתגובה לנגד מ ' תרופות leprae, ובצמיחה והתחזוקה של זני mycobacterial 2,4.
יש מודלים של בעלי החיים כמה מגבלות, במיוחד בארמדילים וקופים לא אנושיים, ובכלל זה שיקולים אתיים, עלות התחזוקה, תשתיות מיוחדות הדרושות לאחזקת בעלי חיים, ואת שחזור גרוע של תוצאות ותשואות סופיות. נכון לעכשיו, עכברים הם בעלי החיים מודל המועדפים למחקר צרעת. תנאי המעבדה לשימוש בעכברים הם זמינים, קלים לביצוע, ולאפשר פרוטוקולים סטנדרטיים 7,8,9. עכברים בעירום היו בשימוש באחזקתו של מ ' leprae זנים כי, גם עם המון צילארית קיימא נמוך, התגובה החיסונית לקויה T-cell מביאה להיווצרות גרנולומה צוהלות וכפל צילארית טוב. לפיכך, מודל חיה זה צבר קבלה רחבה בתוך קהילת מחקר הצרעת.
בדו"ח הנוכחי, אנו מתארים פרוטוקול פשוט לטיהור האנזימטית של חיידקים מלכפות הרגלי עכבר בעירום, המיועד להכנת מ ' השעיה leprae עם פסולת תא מינימאלית ועם מדד כדאיות חיידקים גבוה. הכדאיות נקבעת על ידי מיקרוסקופ פלואורסצנטי, אשר יכול להתבצע במהירות במעבדה. אנחנו גם מדגימים שינוי לשיטה סטנדרטית לספירת צילארית ידי מכתים Ziehl-Neelsen הקר ומיקרוסקופ אור. בנוסף, אנו מציגים פרוטוקול חלופי לצורך התחזוקה והאחסון של מ ' זני leprae, הקפאה והפשרה של רחוב צילארית מאפשרתocks.
1. הכנת ההשעיה leprae Mycobacterium
2. קר Ziehl-Neelsen מכתים
3. קביעת כדאיות
4. מ 'הקפאה / הפשרה השעיה leprae
5. עכבר הרכבת חיסון
ההצלחה של הפרוטוקול ניתן להעריך בשלוש דרכים. ראשית, הערכה של איכות הבידוד נקבעת לפי כמות פסולת הסלולר וכתוצאה מכך אחוז של חיידקי קיימא בהשעיה הסופית (ראה פרוטוקול 3). כפי שניתן לראות באיורים 1 ו -2, ההשעיה מהתגית הסופית הכילה פסולת תא קטנה מאוד וכדאיות גבוהה (ציון 0 +); לציין כי רוב החיידקים מוכתמים בכתם פלואורסצנטי הירוק Syto 9 (כתם חודר של שני חיידקים מתים וחיים 100%, איור 1) ורק כמה חיידקים מוכתמים בכתם ניאון PI האדום (כתם חודר חיידקים רק עם ממברנות פגומות, איור 2).
איור 1. Syto 9 צביעה השעיה. הקרינה גרין מ 'leprae ממחישה את נוכחותו של מ' חיים והמתים leprae. 400X.
איור 2. מכתים PI של מ ' הקרינה השעיה. אדומה leprae מראה מספר הקטן של מתים מ ' leprae. 400X.
שנית, הבידוד עם כדאיות גבוהה ישפיע על ההכפלה של חיידקים בלכפות ההרגלים של בעלי חיים לאחר הודעה 4-5 חודשי חיסון, עם התפתחות נגע מקרוסקופית מובן מאליו, כפי שמוצג בווידאו (1 לפרוטוקול). הדרך השלישית כדי להעריך את הצלחתו של הפרוטוקול היא על ידי הערכת ההישרדות וההכפלה של AFB בלכפות הרגלי עכבר מחוסן עם חיידקים שהוקפאו לתקופות שונות (ראה 4 לפרוטוקול).
"Cellspacing =" 0 "> ניסוי (בעלי חיים) מספר AFB / מיליליטר קפוא ביום: 0 ציון כדאיות / יום: 0 הקפאת התקופה (ימים) מספר AFB מחוסן לאחר ההקפאה ציון כדאיות לאחר ההקפאה מספר AFB / מיליליטר התאושש לאחר 7 חודשים 1 (1) 1.0 x 10 7 0 + 60 1.7 x 10 5 1 + 2.3 x 10 8 1 (2) 1.0 x 10 7 0 + 60 1.7 x 10 5 1 + 3.8 x 10 7 1 (3) 1.0 x 10 7 0 + 60 1.7 x 10 5 1 + 8.5 x 10 7 1 (4) 1.0 x 10 7 0 + 60 1.7 x 10 5 1 + 4.6 x 10 7 2 (1) 1.0 x 10 7 0 + 15 4.2 x 10 5 1 + 1.7 x 10 7 2 (2) 1.0 x 10 7 0 + 15 4.2 x 10 5 1 + 4.8 x 10 6 2 (3) 1.0 x 10 7 0 + 15 4.2 x 10 5 1 + 8.6 x 10 6 3 (1) 1.0 x 10 7 0 + 15 1.7 x 10 5 1 + 1.2 x 10 7 3 (2) 1.0 x 10 7 0 + 15 1.7 x 10 5 1 + 1.8 x 10 7 3 (3) 1.0 x 10 7 0 + 15 1.7 x 10 5 1 + 1.8 x 10 7 3 (4) 1.0 x 10 7 0 + 15 1.7 x 10 5 1 + 2.6 x 10 7 3 (5) 1.0 x 10 7 0 + 15 1.7 x 10 5 1 + 3.7 x 10 6טבלת 1. תוצאותיו של מ ' כפל leprae באמצעות השעיות הודעה הקפאה.
טבלת 1 מציגה את תוצאותיו של מ ' צמיחת leprae באמצעות השעיות לאחר ההקפאה. הציון הכדאיות של ההשעיות לאחר ההפשרה היה + 1. פרוטוקול ההקפאה בוצע בשלושה ניסויים בלתי תלויים כדי לבחון את תקופות הקפאה שונות. בשני הניסויים עם inocula הקפוא במשך 15 או 60 ימים, התוצאה הייתה דומה, עמ 'ropagation לאחר ההקפאה הניב 10-1,000 פעמים להגדיל במספר AFB התאושש משודדות לאחר 7 חודשים של חיסון (טבלה 1). לכן, הקפאתו של מ ' השעיות leprae ב7H9 המדיום השלים עם OADC (חומצת אלבומין דקסטרוז-קטלאז אולאית) הביאו לשמירה על הכדאיות.
שלושה inocula שימש להעריך מ ' leprae כפל אחרי שתי תקופות שונות הקפאה (15 ו60 ימים). לאחר 7 חודשים, חיידקים נתגלו לכפות הרגלים של עכברים מחוסן ונספרו לאחר צביעת Ziehl-Neelsen. בקנה מידה כדאיות semiquantitative: 0 אמצעים להיעדר עד 30% מתאים מוכתמים PI; 1 + אומר בין 30-50% מתאים מוכתמים PI; 2 + אומר מעל 50% מתאים מוכתמים לצרכן. AFB: חיידקי חומצה מהירים.
תיאור מפורט של פרוטוקול מאויר היטב, מוצלח להתפשטותו של מ ' leprae יש צורך במידה רבה. המחקר שלנו מראה כי הפרוטוקול של הכנת הבידוד על ידי סינון ועיכול טריפסין מאפשר inocula שיתקבל עם פסולת הסלולר מעט מאוד ועם כדאיות גבוהה של חיידקים (ציון 0 +). נתרן הידרוקסידי נעשה שימוש כדי disaggregate הרקמות לטיהור של חיידקים 6. מחקרים שבוצעו במעבדה שלנו באמצעות נתרן הידרוקסידי לטיהורו של מ ' leprae הביא להיווצרותם של גושים של חיידקים, פוגע הומוגניזציה של ההשעיה לקביעת כדאיות וחיסון בעלי חיים (מידע לא מוצג).
בעיות פוטנציאליות נתקלו בהכנת הבידוד על ידי סינון ועיכול טריפסין כוללות כמות גדולה של פסולת וזיהום סלולריים של הבידוד עם סוכני חיידקים או פטרייתי. במקרה כמויות גדולות של debr הסלולריהוא הם נצפו לאחר טיהור, או טריפסין כבר אינו פעיל או שיש כמות מוגזמת של חומר ביולוגי. פעילות האנזימטית של פתרון מניות טריפסין חייבת להיות מוערכת. אם כמות מוגזמת של חומר ביולוגי ראשוני חשודה, החומר צריך להיות מחולק לaliquots והפרוטוקול צריכה להתבצע בקבוצות נפרדות. כדי למנוע זיהום של הבידוד עם סוכני חיידקים או פטרייתי, יש להקפיד על מנת לעבד את החומר בתנאים אספטיים. אם פטרייתי ו / או זיהום חיידקים מזוהים אמורה להיות מושלכת ההשעיה.
הגבלה של הפרוטוקול שלנו היא הסובייקטיביות של הערכת הכדאיות בשיטה חצי כמותית המתוארת. הכדאיות העריכה חצי כמותית היא מעשית יותר, אם כי פחות מדויקת מאשר בשיטה כמותית פורסמה 6. ציון כדאיות של 0 + ו 1 + הם משביעי רצון לצורך התחזוקה של התפשטות והקפאהמ 'leprae. להירי et al. כבר הראה כי עכברים בעירום מחוסן עם 80-90% הבידוד קיימא, לגרום לכפות הרגלים מתאימות לקצירה (חיידקים גבוה כדאיות) בשעה 4-5 חודשים של חיסון. לכן, זיהום מוקדם (סביב 4 חודשים) הוא זמן הקציר הטוב ביותר. לקציר של inocula הקפוא, העכברים בפרוטוקול הנוכחי נשמרו מחוסנים לתקופות ארוכות יותר (7 חודשים) כדי להבטיח את עקומות גדילה. שלב קריטי כדי להבטיח את יכולת הקיום נאותה הוא השימוש במתלי חיידקים טריים, רצוי בתוך 24 שעות לאחר איסוף חומר ביולוגי מהמארח והעיבוד. יתר על כן, איכות של חומרים כימיים, פתרונות טריפסין וכדאיות בדילול מוכנים טרי מכתים, נחוץ כדי להבטיח תוצאות לשחזור.
מגבלה נוספת של פרוטוקול זה היא שמ 'הסופי ההשעיה leprae אינה חופשית של DNA מארח, רנ"א, חלבונים, וכו '. לכן, יש להוסיף את הפעולות טיהור אחרות to לקבל מ ' leprae השעיה חופשית של מרכיבי תא מארחים.
שיטה לשמירה על חיידקי קיימא על ידי הקפאת דגימות רקמה כולה של מ ' נגעי leprae דווחו 9. עם זאת, המחקר על ידי Portaels et al. אובדן הפגין משמעותי של כדאיות, הנע בין 65-97% לאחר ההקפאה והפשרה של מ ' leprae נגוע דגימות רקמה המתקבלות מארמדיל 9. הפרוטוקול שלנו הראה כי מדד הכדאיות נצפה במ השעיות leprae לאחר הקפאה והפשרת ירד בהשוואה לaliquot שלא הוקפא (טבלת 1). ואכן, הקפאה מ ' ההשעיה leprae בתקשורת הקפאה הניבה כדאיות החל 50-70%, עם ציון כדאיות 1 +, ואילו ציון כדאיות 0 + הושג בהשעיה יצאה מן ההקפאה. יחד עם זאת, הכפל של מ ' leprae היה משביע רצון לאחר הודעה 7 חודשי חיסון של עכברים בעירום ( טבלת 1). החיסון של עכברים בעירום עם דגימות מחדש נשמר קפוא ל60 ימים הביאו 100 פעמים מתכוונים להגדיל במספר החיידקים בהשוואה לבידוד הראשוני. נראה כי הקפאה מ ' ההשעיה leprae בתקשורת הקפאה, במקום דגימות רקמה נגועות, היא יעילה יותר. שלב קריטי של הפרוטוקול שלנו הוא ההקפאה האיטית של AFB במכל הקפאה, נחוצה כדי לשמור על חיידקי קיימא, כפי שהודגם על ידי Colston והילסון 8. ניסויים עתידיים יהיו נערכו על מנת להעריך את הכדאיות של חיידקים לאחר תקופות הקפאה ארוכות יותר.
לסיכום, כי מ ' leprae לא גדל במבחנה, הפרוטוקול שלנו מאפשר לאלטרנטיבה מהירה וקלה לתחזוקה של הבידוד קיימא, וצעד ההקפאה המוצלח מאפשר התחזוקה של זנים ללא מעבר מתמשך בבעלי חיים, ובכך לאפשר הקמת בנק של זנים מוגדרים.
סעיף זה כולל הוראות להכנת חומרים כימיים כדי לבצע פרוטוקול זה.
1. טריפסין
טריפסין | 0.5 גרם |
מים מזוקקים | עד 100 מיליליטר |
סנן לעקר. חנות ב -20 ° C.
2. 7H9
בסיס מרק 7H9 | 4.7 גרם |
40% מניית גליצרול | 5 מיליליטר |
מים מזוקקים | עד 900 מיליליטר |
מערבבים את הבסיס במים ולאחר מכן להוסיף גליצרול תוך ערבוב. החיטוי ב 121 מעלות צלזיוס למשך 20 דקות לעקר. חנות ב 4 ° C.
3. עירוי לב מוח (BHI)
BHI | 37 גרם |
מים מזוקקים | עד 1,000 מיליליטר |
החיטוי ב 121 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות לעקר. חנות ב 4 ° C.
4. סרום פנול
4.1) פנול 5%
פנול | 5 מיליליטר |
מים מזוקקים | עד 100 מיליליטר |
4.2) פנול סרום
בסרום שור עוברי | 2 מיליליטר |
פנול 5% | 98 מיליליטר |
חנות ב 4 ° C.
5. פתרונות לקר Ziehl-Neelsen כתם
5.1) CarboFuchsin
Fuchsin | 1 גרם |
גבישי פנול התמזגו 60 ° C | 5 מיליליטר |
אתיל אלכוהול טהור | 10 מיליליטר |
מים מזוקקים | עד 100 מיליליטר |
לסנן לפני כל שימוש.
5.2) מתילן בלו בסיס
מתילן בלו | 3 גרם |
95% אתיל אלכוהול | עד 200 מיליליטר |
5.3) חומצת אלכוהול
אלכוהול 70% | 990 מיליליטר |
חומצת chloridric | 10 מיליליטר |
6. בינוני להקפאה:
OADC | 10 מיליליטר |
גליצרול | 20 מיליליטר |
בינוני 7H9 | עד 100 מיליליטר |
החיטוי גליצרול לפני השימוש ולעקר OADC על ידי סינון.
7. Autoclaved מ ' השעיה leprae
החיטוי ב-C ° 121 עבור 20 דקות. חנות ב -20 ° C.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
אנו מודים לביאטריס GC סרטורי, זרה מ טרינו, אנה אליסה Fusaro וקלאודיה PM קרבאליו לסיוע הטכני. אנו מודים Pranab ק דאס לתמיכה בהקמת המתקן לבעלי החיים. אנו מודים לאיס RR קוסטה לתיקון כתב היד. מחקר זה נתמך על ידי מענקים מFundação פאוליסטה קונטרה Hanseníase וFundação דה Amparo א Pesquisa לעשות Estado דה סאו פאולו (FAPESP 2009/06122-5).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BacLight Bacterial Viability Kit | Invitrogen; Molecular Probes | L7007 | |
Hanks' balanced Salt Solution (HBSS) | Sigma | H9269 | |
Cryo 1 °C Freezing Container | Nalgene | 5100001 | |
Lowenstein-Jensen medium | LB Laborclin | 901122 | |
Saline | TEK Nova Inc | S5812 | |
Pen | Dako | S2002 | |
Centrifuge tube 50 ml/conical base | TPP | 91050 | |
Cell strainer - 40 µm Nylon | BD Falcon | 352340 | |
Trypsin | Sigma | T-7409 | |
Middlebrook 7H9 Broth Base | Sigma-Aldrich | M0178 Fluka | |
Glycerol | Gibco BRL | 15514011 | |
Brain heart infusion (BHI) | Oxoid LTDA | CM1135 | |
Fuchsin | Merck Millipore | 1159370025 | |
Phenol | Invitrogen | 15509037 | |
Ethyl alcohol | Merck Millipore | EX02764 | |
Cloridric acid | Merck | 1131349010 | |
BBL Middlebrook OADC (oleic acid-albumin-dextrose-catalase) | Becton Dickinson | 211886 | |
Fetal bovine serum | Gibco; LifeTechnologies | 26140079 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved