Name: determination of biofilm initiation on virus-infected cells by bacteria and fungi
Uploaded: 2016-07-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 33 s
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This project was supported by Midwestern University, IL Office of Research and Sponsored Programs (ORSP) and Midwestern University College of Dental Medicine-Illinois (CDMI).

1. HSV ceppi e Manipolazione Nota: ricombinante non diffondere HSV-1 (KOS) gL86 e HSV-2 (KOS) 333gJ - con l&#39;attività reporter di beta-galattosidasi utilizzati sono stati forniti da V. Twiari 36,37. <ol><li> Utilizzare virus da un singolo lotto e conservare a -80 ° C in un rapporto 1: 1 di mezzo di Dulbecco modificato Eagle (DMEM) con siero fetale bovino 20% (FBS) e latte scremato fino al momento dell&#39;uso. Prima stoccaggio lot virale, determinare la concentrazione di virus o -nitrophenyl-β-D-galattopiranoside (ONPG) e 5-bromo-4-cloro-3-indolil-β-D-galattopiranoside (X-Gal) dosaggio. </li><li> Determinare la vitalità virus e molteplicità di infezione (MOI) di X-Gal colorazione per ogni seduta sperimentale mediante saggio entrata del virus giornalista, come descritto in precedenza (Figura 1) 14. </li><li> Diluire il virus (Opt-MEM) a MOI desiderato. Fissare monostrati (paraformaldeide; 0,5 ml / pozzetto) prima della colorazione. Posizionare controlli virus redditività in un microti separataPiastra ter in parallelo con le piastre test polimicrobiche. </li></ol> 2. HeLa 299 Manipolazione cellulare <ol><li> Crescere a 37 ° C, 5% CO 2 in DMEM con 4,5 g / L di glucosio, 10% inattivato al calore siero fetale bovino (FBS), gentamicina (50 ug / ml) e L-glutammina. cellule Passage a 80% di confluenza con la soluzione di tripsina (acido etilendiamminotetraacetico, 0,53 M EDTA 0,05% tripsina; 5 ml / fiasco). </li></ol> 3. C. Manipolazione albicans Nota: C. albicans ottenuti da una fonte di laboratorio clinico è conservato a -80 ° C in Remmel latte scremato 2x media. <ol><li> Cultura congelate Stock su Sabouraud destrosio Medium (37 ° C). Dopo 24 ore la sottocultura C. albicans su terreno Fungisel (37 ° C; 48 HR) per l&#39;uso. </li><li> Genera tubo germe (GT) forme (pick colonie rappresentative, 3 ml di FBS, 3 ore; 37 ° C; Abs 600, 0.3). Dopo l&#39;incubazione, lavare GT (HBSS; 2x; 4.000 xg). Aggiungere GT lavata per riscaldato HBSS (37 &amp;# 176; C; 0,32 Abs 600). forme GT dovrebbe essere il 99% delle cellule osservate come determinato dal conteggio emocitometro. </li><li> Fai la forma di lievito (YF) stock sospensioni con la scelta di colonie rappresentative Fungisel (HBSS, 3 ml; 0,32 Abs 600). Contare il numero di forme YF / ml al microscopio con un emocitometro. forme YF dovrebbero essere il 99% delle cellule osservate come determinato dal conteggio emocitometro. </li><li> Fare lavoro stock fungine (250 ml di GT o YF magazzino in 25 ml di HBSS; 37 ° C; 10 5 CFU / ml) </li></ol> 4. S. Manipolazione aureus <ol><li> Conservare S. aureus ATCC 25923 (-80 ° C; Remmel scremato 2x latte). Cultura su agar sangue di pecora (5%; 37 ° C; 24 ore). Scegli colonie rappresentante e trasferimento mannitolo sali media entro 2 giorni per il magazzino (37 ° C; 18 ore). </li><li> Fai S. aureus sospensione madre (3 ml di HBSS; 1.32 Abs 600; 10 8 UFC / ml) <ol><li> Fai S. lavoro aureus azionari (100 pldello stock in 25 ml di HBSS; 10 5 CFU / ml). </li></ol></li></ol> 5. Candida e S. aureus Sospensioni <ol><li> Fare misto C. albicans e S. sospensione aureus (250 ml YF o GT magazzino e 100 ml di S. aureus magazzino in 25 ml di HBSS). </li></ol> 6. polimicrobiche biofilm Assay <ol><li> Seed 96 pozzetti con 200 ml di 2 x 10 5 HeLa cellule / ml (85% livello di confluenza). Lastre di roccia (30 - 45 min; 37 ° C) prima di incubazione (37 ° C, 5% di CO 2 incubatore; 18 h). Monostrati lavaggio (1x; Opt-MEM) poi sementi con HSV (HSV-1 (KOS) gL86 o HSV-2 (KOS) 33 gJ - in 100 ml Opt-MEM; MOI 50 e 10). Incubare le piastre (3 ore; 37 ° C, 5% di CO 2). Utilizzare un solo ceppo virale al giorno. </li><li> Lavare monostrati infettati (1x; tampone fosfato (PBS) con Mg +2 e Ca +2; 100 ml). Sostituire PBS con caldo HBSS lasciando 25 &amp; #181; l in ciascun pozzetto. <ol><li> Aggiungere YF, GT e / o S. sospensioni aureus lavoro (100 ml; porta a rapporto cellulare = 5: 1; n = 16). come indicato nella Tabella 1 Incubare le piastre (statici; 30 min; 37 ° C; 5% CO 2). </li></ol></li><li> Dopo l&#39;incubazione, aspirare una colonna alla volta immediatamente ricarica da 300 ml PBS con Mg +2 e Ca +2. Ripetere questa operazione due volte, quindi aggiungere la radio-immunoprecipitazione tampone di lisi (RIPA; filtro sterilizzato, 200 ml di una diluizione 1:50). </li><li> Rapidamente triturate il lisato cellulare HeLa poi posto su 50 pl sali mannitolo (MS) e media / o Fungisel (F) (figura 2). Distribuire il lisato utilizzando una bacchetta di vetro piegata a 90 °. Incubare le piastre (18 ore a 37 ° C). contare manualmente il numero di colonie per piastra. I controlli sono costituiti da S. aureus e / o C. albicans aderenza alle cellule HeLa HSV-non infetti. </li></ol> 7. Gli studi di imaging &lt;/ P&gt; <ol><li> Lavare ogni coprioggetto di vetro rotondo (12 mm; 50 ml di acetone in 100 ml bicchiere). coprioggetto secche e sterilizzare (Kimwipes; piatti di vetro Petri). Mettere vetrini sterili a secco nei pozzetti di sterili 24 pozzetti con l&#39;alcool di fiamma pinze sterilizzate. </li><li> Aggiungere cellule HeLa (1 ml; il volume 5x utilizzato per 96 pozzetti) ai pozzetti di 24 pozzetti contenenti i vetrini rotondi sterili lavati. Aggiungere i virus, batteri e funghi secondo la dima (Tabella 2) al 5x il volume usato per le piastre a 96 pozzetti, poi incubare e processo come descritto ai punti 6.2.1 a 6.4 sopra. </li><li> Dopo l&#39;ultimo lavaggio, fissare le cellule per la microscopia inondando il vetrino con metanolo e permettendogli di evaporare. Conservare le piastre a temperatura ambiente fino a colorazione. </li><li> Per microscopia in campo luminoso (1,000x finale ingrandimento originale) riempire i pozzetti contenenti coprioggetto metanolo-fisso con acqua deionizzata. Immediatamente aspirare l&#39;acqua. Coprire ogni vetrino con cristalvioletto Grammi. Lavare coprioggetto libera di macchia non legato (acqua deionizzata). Coprioggetto secchi in situ poi aderire con set mediamente dura ad una slitta etichettato montaggio (Figura 3). </li><li> Per la microscopia a fluorescenza (obiettivo 100X; 1,000x originale ingrandimento finale) lavaggio coprioggetto privo di metanolo essenzialmente come descritto al punto 7.4. Asciugare il coprioggetto nei pozzetti. <ol><li> Dopo l&#39;essiccazione, rimuovere i vetrini e metterli su vetrini etichettati. Quindi aggiungere una quantità sufficiente di diluizione 1:20 di isotiocianato di fluorescina (FITC) coniugata Herpes simplex virus di tipo 1 + 2 GD anticorpi per coprire il vetrino (1 - 5 ml). </li><li> Incubare i vetrini in una camera umida a 37 ° C per 30 min. Dopo l&#39;incubazione, lavare i coprioggetti in 4 cambi di PBS. </li><li> Dopo l&#39;ultimo lavaggio, restituire il vetrino alla diapositiva etichettati. Macchia con 4 &#39;, 6-diamidino-2-fenilindolo (DAPI; camera umida; 37 ° C per 30 min). Dopo l&#39;incubazione lavare i coprioggetti in 4 chanGES di PBS, poi apporre la diapositiva etichettato con set dura mezzo di montaggio. </li><li> Lasciare che il mezzo di montaggio per la cura per 24 ore a temperatura ambiente al buio. Esaminare i coprioggetti sotto dell&#39;obiettivo olio sia su un microscopio a campo chiaro o microscopio a fluorescenza con filtri di taglio FITC e DAPI. Esaminate immagini di almeno 50 campi (100 cellule per minimo organismo) per co-localizzazione (Figura 4). </li></ol></li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Al momento non sono disponibili informazioni sulle interazioni complesse tra permanente ai membri semi-permanenti del microbiome host che attraversano più domini tassonomici, vale a dire, procarioti, eucarioti e virali. Perciò abbiamo sviluppato un nuovo sistema modello in vitro per lo studio del biofilm iniziazione da S. aureus e C. albicans on HSV-1 oppure HSV-2 infettato 229 cellule HeLa 38 (HeLa). Il sistema modello cellule HeLa presenta un vantaggio...

<html> Il microbioma umano comprende diversi organismi da più regni tassonomici che condividono aree geografiche nel corpo. L&#39;adesione alla superficie delle cellule è un primo passo essenziale nella formazione di biofilm, che è parte del processo microbiome colonizzazione. Incluso nel microbiome può essere virus che causano infezioni croniche e persistenti. L&#39;infezione cronica a cellule da questi virus può causare un&#39;alterazione putativo disponibilità del recettore. 1,2 Inoltre, l&#39;ingresso delle cellule da patogeni intracellulari potrebbe anche influenzare la fluidità di membrana host / idrofobia che a loro volta possono alterare l&#39;attaccamento degli altri membri microbiome, compresi batteri e funghi . Al fine di comprendere le interazioni che possono verificarsi tra questi molteplici agenti patogeni che co-localizzano nelle stesse regioni geografiche del ospite umano, dobbiamo essere in grado di studiare l&#39;interazione di agenti patogeni che rappresentano lo spettro di regni tassonomici presenti sulla superficie della mucosa. t &quot;&gt; Il Herpesviridae sono una famiglia di microbi presenti nel 100% degli esseri umani come membri permanenti del microbiome 3,4. Inoltre, esse possono anche essere persistentemente versato sia in presenza che in assenza di sintomi. In particolare, herpes simplex virus-1 e herpes simplex virus 2 (HSV-1 e HSV-2, rispettivamente) sono membri permanenti del microbiome nella oronasopharynx e del tratto genitale. in individui immuno-competenti, sia HSV-1 e HSV-2 causa gengivostomatite, nonché herpes genitale 5-8. in questi siti, HSV provoca un&#39;infezione latente caratterizzata da persistente asintomatica virale spargimento 9. ingresso di HSV in cellule provoca alterazioni nell&#39;espressione superficiale di nectins, eparan solfato, raft lipidici e herpesvirus ingresso mediatore necrosi cronica / tumorale recettore del fattore (HVEM / TNFR) 10-25. Questi recettori potenzialmente rappresentano condivise per alcuni batteri e funghi, per esempio S. aureus e C. albicans, che pur patogeni opportunisti,può anche risiedere come membri del microbioma mucosa del oronasopharynx 26,27. All&#39;interno del oronasopharynx S. aureus e C. albicans occupano due siti distinti di colonizzazione. In host con denti naturali, la mucosa orale è condiviso da HSV-1 e C. albicans, mentre le narici nasali anteriori sono occupati da S. aureus 28. Tuttavia, nonostante i risultati in vitro in cui S. aureus aderisce alle cellule epiteliali della bocca, 29,30 S. aureus è raramente isolata da campioni orali quando il tessuto normale è presente 29,30. Poco si sa riguardo a genitali nicchie tratto co-colonizzazione al di là dei risultati clinici che S. aureus è associata a vaginite aerobica, caratterizzata da infiammazione genitale, scarico e dispareunia, mentre C. albicans produce lesioni della mucosa simile a quello osservato nella cavità orale 31-35. Così, anche se questi membri della Microbi orale e genitaleome croce regni tassonomici poco si sa sulla loro interazione come urta la loro capacità di avviare la formazione di biofilm attraverso l&#39;adesione alla superficie della cellula ospite 5. Questo protocollo è stato efficacemente applicato a determinare le conseguenze funzionali di co-colonizzazione / infezione.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;&lt;em&gt;C.albicans&lt;/em&gt;&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BBL Sabouraud Dextrose</td><td>BD</td><td>211584</td><td></td></tr><tr><td>Fungisel Agar</td><td>Dot Scientific</td><td>7205A</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;&lt;em&gt;S.aureus&lt;/em&gt;&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mannitol Salt Agar</td><td>Troy Biologicals</td><td>7143B</td><td></td></tr><tr><td>Sheep blood agar</td><td>Troy Biologicals</td><td>221239</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Hela cells&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1x DMEM (Dubelcco&#039;s Modified Eagle Medium, with 4.5 g/L glucose and L-glutamine, without sodium pyruvate</td><td>Corning</td><td>10-017-CM</td><td></td></tr><tr><td>Gentamicin 50 mg/ml</td><td>Sigma</td><td>1397</td><td>50 &amp;micro;g/ml final concentration in the complete DMEM</td></tr><tr><td>Trypsin EDTA (0.05% Trypsin, 0.53 M EDTA)Solution 1x</td><td>Corning</td><td>25-052-CI</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</td><td>Atlanta Biologicals</td><td>S11150</td><td>10% final concentration in the complete DMEM</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Other medium and reagents&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ONPG</td><td>Thermo Scientific</td><td>34055</td><td></td></tr><tr><td>Ultra-Pure X gal</td><td>Invitrogen</td><td>15520-018</td><td></td></tr><tr><td>1x HBSS (Hanks&#039; Balanced Salt Solution)</td><td>Corning</td><td>20-021-CV</td><td></td></tr><tr><td>1x PBS</td><td>Dot Scientific</td><td>30042-500</td><td></td></tr><tr><td>RIPA Lysis</td><td>Life Technologies</td><td>89901</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Staining&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>A433P-4</td><td></td></tr><tr><td>HSV 1&amp;amp;2, specific for gD</td><td>ViroStat</td><td>196</td><td></td></tr><tr><td>DAPI</td><td>SIGMA</td><td>D8417-5MG</td><td></td></tr><tr><td>Gram Crystal Violet</td><td>Troy Biologicals</td><td>212527</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Supplies&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Petri dish 100 x 15</td><td>Dot Scientific</td><td>229693&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Petri dish 150 x 15</td><td>Kord Valmark</td><td>2902</td><td></td></tr><tr><td>96-Well plates</td><td>Evergreen Scientific</td><td>222-8030-01F</td><td></td></tr><tr><td>24-well plates</td><td>Evergreen Scientific</td><td>222-8044-01F</td><td></td></tr><tr><td>Culture tubes 100 x 13</td><td>Thomas Scientific</td><td>9187L61</td><td></td></tr><tr><td>Cover slip circles, 12 mm</td><td>Deckglaser</td><td>CB00120RA1</td><td></td></tr></tbody></table>

determination of biofilm initiation on virus-infected cells by bacteria and fungi

Lo studio delle interazioni polimicrobiche attraverso i regni tassonomici che includono funghi, batteri e virus non sono stati precedentemente esaminati rispetto a come i membri virali del microbiome influenzano le successive interazioni microbo con queste cellule ospiti infettate da virus. La convivenza virus con batteri e funghi è principalmente presente sulle superfici mucose della cavità orale e genitale. le cellule delle mucose, in particolare quelli con infezioni virali latenti croniche o persistenti persistenti, potrebbero avere un impatto significativo sulla membri della microbiome attraverso l&#39;alterazione del virus in numero e tipo di recettori espressi. Modifiche nell&#39;architettura membrana della cellula ospite comporterebbe capacità alterato di successivi componenti della flora normale e patogeni opportunisti di avviare il primo passo nella formazione di biofilm, cioè, l&#39;aderenza. Questo studio descrive un metodo per la quantificazione e esame visivo effetto di HSV sulla apertura di Biofilformazione m (aderenza) di S. aureus e C. albicans.

Il livello di solidità dei dati ottenibili da sistema descritto in questa relazione è illustrata nella Figura 2 af 38. Attraverso l&#39;utilizzo di questo sistema di modulazione di interazione stafilococco e funghi con le cellule infettate da virus e il loro effetto sulla reciproca aderenza può essere delineata. Questi tipi di studi richiedono esame microscopico dell&#39;interazione come mostrato nelle figure 3 e 4, 38...

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Determination of Biofilm Initiation on Virus-infected Cells by Bacteria and Fungi

A method is described herein for the determination of inter-Kingdom association and competition (bacterial and fungal) for adherence to virus-infected HeLa cell monolayers. This protocol can be extended to multiple combinations of prokaryotes, eukaryotes, and viruses.

Determinazione del biofilm iniziazione su cellule infettate da virus da batteri e funghi

The study of polymicrobial interactions across the taxonomic kingdoms that include fungi, bacteria and virus have not been previously examined with ...

determination-biofilm-initiation-on-virus-infected-cells-bacteria

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

9.6K Views.  Midwestern University. A method is described herein for the determination of inter-Kingdom association and competition (bacterial and fungal) for adherence to virus-infected HeLa cell monolayers. This protocol can be extended to multiple combinations of prokaryotes, eukaryotes, and viruses.

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Microtiter Dish Biofilm Formation Assay

Biofilms are communities of microbes attached to surfaces, which can be found in medical, industrial and natural settings. In fact, life in a biofilm probably represents the predominate mode of growth for microbes in most environments. Mature biofilms have a few distinct characteristics. Biofilm microbes are typically surrounded by an extracellular matrix that provides structure and protection to the community. Microbes growing in a biofilm also have a characteristic architecture generally comprised of macrocolonies (containing thousands of cells) surrounded by fluid-filled channels. Biofilm-grown microbes are also notorious for their resistance to a range of antimicrobial agents including clinically relevant antibiotics.
The microtiter dish assay is an important tool for the study of the early stages in biofilm formation, and has been applied primarily for the study of bacterial biofilms, although this assay has also been used to study fungal biofilm formation. Because this assay uses static, batch-growth conditions, it does not allow for the formation of the mature biofilms typically associated with flow cell systems. However, the assay has been effective at identifying many factors required for initiation of biofilm formation (i.e, flagella, pili, adhesins, enzymes involved in cyclic-di-GMP binding and metabolism) and well as genes involved in extracellular polysaccharide production. Furthermore, published work indicates that biofilms grown in microtiter dishes do develop some properties of mature biofilms, such a antibiotic tolerance and resistance to immune system effectors.
This simple microtiter dish assay allows for the formation of a biofilm on the wall and/or bottom of a microtiter dish. The high throughput nature of the assay makes it useful for genetic screens, as well as testing biofilm formation by multiple strains under various growth conditions. Variants of this assay have been used to assess early biofilm formation for a wide variety of microbes, including but not limited to, pseudomonads, Vibrio cholerae, Escherichia coli, staphylocci, enterococci, mycobacteria and fungi.
In the protocol described here, we will focus on the use of this assay to study biofilm formation by the model organism Pseudomonas aeruginosa. In this assay, the extent of biofilm formation is measured using the dye crystal violet (CV). However, a number of other colorimetric and metabolic stains have been reported for the quantification of biofilm formation using the microtiter plate assay. The ease, low cost and flexibility of the microtiter plate assay has made it a critical tool for the study of biofilms.

The assay describes a rapid means to measure early biofilm formation in bacteria and fungi. This method uses a microtiter plate as the substratum for microbial biofilm formation, and the biofilm is visualized using crystal violet strain. The assay provides either a qualitative or quantitative assay for early biofilm formation.

Microtitolazione Dish Biofilm saggio Formazione

Biofilms are communities of microbes attached to surfaces, which can be found in medical, industrial and natural settings.  In fact, life in a biofilm ...

Ricerca

Immunologia e infezioni

In vitro Biofilm Formation in an 8-well Chamber Slide

The chronic nature of many diseases is attributed to the formation of bacterial biofilms which are recalcitrant to traditional antibiotic therapy. Biofilms are community-associated bacteria attached to a surface and encased in a matrix. The role of the extracellular matrix is multifaceted, including facilitating nutrient acquisition, and offers significant protection against environmental stresses (e.g. host immune responses). In an effort to acquire a better understanding as to how the bacteria within a biofilm respond to environmental stresses we have used a protocol wherein we visualize bacterial biofilms which have formed in an 8-well chamber slide. The biofilms were stained with the BacLight Live/Dead stain and examined using a confocal microscope to characterize the relative biofilm size, and structure under varying incubation conditions. Z-stack images were collected via confocal microscopy and analyzed by COMSTAT. This protocol can be used to help elucidate the mechanism and kinetics by which biofilms form, as well as identify components that are important to biofilm structure and stability.

In vitro Biofilm Formation in an 8-well Chamber Slide

This article describes the procedure for the formation and visualization of a bacterial biofilm grown within an 8-well chamber slide

Nella formazione di biofilm in vitro in un 8-bene scorrere Camera

The chronic nature of many diseases is attributed to the formation of bacterial biofilms which are recalcitrant to traditional antibiotic therapy. ...

Methodologies for Studying B. subtilis Biofilms as a Model for Characterizing Small Molecule Biofilm Inhibitors

This work assesses different methodologies to study the impact of small molecule biofilm inhibitors, such as D-amino acids, on the development and resilience of Bacillus subtilis biofilms. First, methods are presented that select for small molecule inhibitors with biofilm-specific targets in order to separate the effect of the small molecule inhibitors on planktonic growth from their effect on biofilm formation. Next, we focus on how inoculation conditions affect the sensitivity of multicellular, floating B. subtilis cultures to small molecule inhibitors. The results suggest that discrepancies in the reported effects of such inhibitors such as D-amino acids are due to inconsistent pre-culture conditions. Furthermore, a recently developed protocol is described for evaluating the contribution of small molecule treatments towards biofilm resistance to antibacterial substances. Lastly, scanning electron microscopy (SEM) techniques are presented to analyze the three-dimensional spatial arrangement of cells and their surrounding extracellular matrix in a B. subtilis biofilm. SEM facilitates insight into the three-dimensional biofilm architecture and the matrix texture. A combination of the methods described here can greatly assist the study of biofilm development in the presence and absence of biofilm inhibitors, and shed light on the mechanism of action of these inhibitors.

Methodologies for Studying B. subtilis Biofilms as a Model for Characterizing Small Molecule Biofilm Inhibitors

This study presents the development of reproducible methodologies to study biofilm inhibitors and their effects on Bacillus subtilis multicellularity.

Metodologie per lo studio<em&gt; B. subtilis</em&gt; I biofilm come modello per Caratterizzare piccole molecole inibitori biofilm

This work assesses different methodologies to study the impact of small molecule biofilm inhibitors, such as D-amino acids, on the development and ...

A New Method for Qualitative Multi-scale Analysis of Bacterial Biofilms on Filamentous Fungal Colonies Using Confocal and Electron Microscopy

Bacterial biofilms frequently form on fungal surfaces and can be involved in numerous bacterial-fungal interaction processes, such as metabolic cooperation, competition, or predation. The study of biofilms is important in many biological fields, including environmental science, food production, and medicine. However, few studies have focused on such bacterial biofilms, partially due to the difficulty of investigating them. Most of the methods for qualitative and quantitative biofilm analyses described in the literature are only suitable for biofilms forming on abiotic surfaces or on homogeneous and thin biotic surfaces, such as a monolayer of epithelial cells.
While laser scanning confocal microscopy (LSCM) is often used to analyze in situ and in vivo biofilms, this technology becomes very challenging when applied to bacterial biofilms on fungal hyphae, due to the thickness and the three dimensions of the hyphal networks. To overcome this shortcoming, we developed a protocol combining microscopy with a method to limit the accumulation of hyphal layers in fungal colonies. Using this method, we were able to investigate the development of bacterial biofilms on fungal hyphae at multiple scales using both LSCM and scanning electron microscopy (SEM). This report describes the protocol, including microorganism cultures, bacterial biofilm formation conditions, biofilm staining, and LSCM and SEM visualizations.

This protocol describes a new method to grow and qualitatively analyze bacterial biofilms on fungal hyphae by confocal and electron microscopy.

Un nuovo metodo per l&#39;analisi qualitativa multi-scala batterica biofilm su filamentose Fungal Colonies Utilizzando confocale e microscopia elettronica

Bacterial biofilms frequently form on fungal surfaces and can be involved in numerous bacterial-fungal interaction processes, such as metabolic ...

Visualization of Biofilm Formation in Candida albicans Using an Automated Microfluidic Device

Candida albicans is the most common fungal pathogen of humans, causing about 15% of hospital-acquired sepsis cases. A major virulence attribute of C. albicans is its ability to form biofilms, structured communities of cells attached to biotic and abiotic surfaces. C. albicans biofilms can form on host tissues, such as mucosal layers, and on medical devices, such as catheters, pacemakers, dentures, and joint prostheses. Biofilms pose significant clinical challenges because they are highly resistant to physical and chemical perturbations, and can act as reservoirs to seed disseminated infections. Various in vitro assays have been utilized to study C. albicans biofilm formation, such as microtiter plate assays, dry weight measurements, cell viability assays, and confocal scanning laser microscopy. All of these assays are single end-point assays, where biofilm formation is assessed at a specific time point. Here, we describe a protocol to study biofilm formation in real-time using an automated microfluidic device under laminar flow conditions. This method allows for the observation of biofilm formation as the biofilm develops over time, using customizable conditions that mimic those of the host, such as those encountered in vascular catheters. This protocol can be used to assess the biofilm defects of genetic mutants as well as the inhibitory effects of antimicrobial agents on biofilm development in real-time.

Visualization of Biofilm Formation in Candida albicans Using an Automated Microfluidic Device

This protocol describes the use of a customizable automated microfluidic device to visualize biofilm formation in Candida albicans under host physiological conditions.

Visualizzazione della formazione di Biofilm in Candida albicans utilizzando un dispositivo microfluidico automatizzato

Candida albicans is the most common fungal pathogen of humans, causing about 15% of hospital-acquired sepsis cases. A major virulence attribute of C. ...

Bile Salt-induced Biofilm Formation in Enteric Pathogens: Techniques for Identification and Quantification

Biofilm formation is a dynamic, multistage process that occurs in bacteria under harsh environmental conditions or times of stress. For enteric pathogens, a significant stress response is induced during gastrointestinal transit and upon bile exposure, a normal component of human digestion. To overcome the bactericidal effects of bile, many enteric pathogens form a biofilm hypothesized to permit survival when transiting through the small intestine. Here we present methodologies to define biofilm formation through solid-phase adherence assays as well as extracellular polymeric substance (EPS) matrix detection and visualization. Furthermore, biofilm dispersion assessment is presented to mimic the analysis of events triggering release of bacteria during the infection process. Crystal violet staining is used to detect adherent bacteria in a high-throughput 96-well plate adherence assay. EPS production assessment is determined by two assays, namely microscopy staining of the EPS matrix and semi-quantitative analysis with a fluorescently-conjugated polysaccharide binding lectin. Finally, biofilm dispersion is measured through colony counts and plating. Positive data from multiple assays support the characterization of biofilms and can be utilized to identify bile salt-induced biofilm formation in other bacterial strains.

This protocol enables the reader to analyze bile salt-induced biofilm formation in enteric pathogens using a multifaceted approach to capture the dynamic nature of bacterial biofilms by assessing adherence, extracellular polymeric substance matrix formation, and dispersion.

Formazione di Biofilm indotta da sali biliari in patogeni enterici: tecniche di identificazione e quantificazione

Biofilm formation is a dynamic, multistage process that occurs in bacteria under harsh environmental conditions or times of stress. For enteric pathogens, ...

Measuring the Migration and Biofilm Formation of Various Bacteria

As microbes that thrive in the host body primarily have adaptive abilities that facilitate their survival, methods for classifying and identifying their nature would be beneficial in facilitating their characterization. Currently, most studies focus only on one specific characterization method; however, the isolation and identification of microorganisms from the host is a continuous process and usually requires several combinatorial characterization methods. Herein, we describe methods of identifying the microbial biofilm-forming ability, the microbial respiration state, and their chemotaxis behavior. The methods are used to identify five microbes, three of which were isolated from the bone tissue of Sprague-Dawley (SD) rats (Corynebacterium stationis, Staphylococcus cohnii subsp. urealyticus, and Enterococcus faecalis) and two from the American Type Culture Collection (ATCC)-Staphylococcus aureus ATCC 25923&#160;and Enterococcus faecalis V583. The microbes isolated from the SD rat bone tissue include the gram-positive microbes. These microbes have adapted to thrive under stressful and nutrient-limiting environments within the bone matrix. This article aims to provide the readers with the specific know-how of determining the nature and behavior of the isolated microbes within a laboratory setting.

Here, we present a practical method for the isolation and identification of microorganisms within the host. In this way, the physicochemical properties of microorganisms and possible ways of living in the host are clearly described.

As microbes that thrive in the host body primarily have adaptive abilities that facilitate their survival, methods for classifying and identifying their ...

Biologia

Valutazione della formazione di biofilm da Acinetobacter e caratterizzazione dei biofilm

Quantification, Viability Assessment, and Visualization Strategies for Acinetobacter Biofilms

Acinetobacter causes nosocomial infections and its biofilm formation can contribute to the survival on dry surfaces such as hospital environments. Thus, biofilm quantification and visualization are important methods to assess the potential of Acinetobacter strains to cause nosocomial infections. The biofilms forming on the surface of the microplate can be quantified in terms of volume and cell numbers. Biofilm volumes can be quantified by staining using crystal violet, washing, destaining using ethanol, then measuring the solubilized dye using a microplate reader. To quantify the number of cells embedded in the biofilms, the biofilms are scrapped off using cell scrapers, harvested in the saline, vigorously agitated in the presence of glass beads, and spread on Acinetobacter agar. Then, the plates are incubated at 30 &#176;C for 24-42 h. After incubation, the red colonies are enumerated to estimate the number of cells in biofilms. This viable count method can also be useful for counting Acinetobacter cells in mixed-species biofilms. Acinetobacter biofilms can be visualized using fluorescent dyes. A commercially available microplate designed for microscopic analysis is employed to form biofilms. Then, the bottom-surface attached biofilms are stained with SYTO9 and propidium iodide dyes, washed, then visualized with confocal laser scanning microscopy.

Autore in primo piano: un protocollo completo per la quantificazione, la valutazione e la visualizzazione del biofilm di Acinetobacter 

This protocol describes the preparation of the inoculum, the biofilm quantification on microtiter plates using crystal violet dye, the viable count in biofilms, and the visualization of biofilms of Acinetobacter.

Strategie di quantificazione, valutazione della vitalità e visualizzazione per biofilm di Acinetobacter

Acinetobacter causes nosocomial infections and its biofilm formation can contribute to the survival on dry surfaces such as hospital environments. Thus, ...

Determinazione del biofilm iniziazione su cellule infettate da virus da batteri e funghi

Riepilogo

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Capitoli in questo video

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Metodologie per lo studio

Un nuovo metodo per l'analisi qualitativa multi-scala batterica biofilm su filamentose Fungal Colonies Utilizzando confocale e microscopia elettronica

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Formazione di Biofilm indotta da sali biliari in patogeni enterici: tecniche di identificazione e quantificazione

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Strategie di quantificazione, valutazione della vitalità e visualizzazione per biofilm di Acinetobacter

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