私たちは、それぞれ、PA-824（pretomanid）、AZD5847、radezolidとtedizolid bedaquilineを提供するためのジョンソン・エンド・ジョンソン、TBアライアンス、アストラゼネカ、リブ-XとTrius治療に感謝したいです。ブレンダンプリドー、マシュー・ツィンマーマン、ステファン・ジャズウィン、エマ・レイ・フラド、ナンシールーエル、レヤン・リおよびダニエル・ウェイナー MALDI分析、生物分析方法、caseumサロゲートの調製、化学合成、およびウサギcaseumの単離と支持を提供しました。この作品は、センターオブエクセレンスのためにビル・アンド・メリンダ・ゲイツ財団とウェルカム・トラストからビル・アンド・メリンダ・ゲイツ財団、賞＃OPP1044966とOPP1024050からV・ダートイス、NIH共有計装グラントS10OD018072だけでなく、共同資金に資金調達を行いましたP・ワイヤットに発展途上国の疾患のためのリード最適化のために。

すべての動物研究は、NIAID（NIH）、Bethesda、MDの機関動物管理および使用委員会の承認を得て、国立衛生研究所の実験動物の管理および使用のガイドに従って実施した。 結核菌を含むすべての研究は、生物安全性封じ込めレベル3（BSL-3）の実験室で実施された。 1.ウサギ感染モデルとカゼムコレクション<ol><li> 以前に記載されたような鼻のみのエアロゾル曝露システムを使用して、 結核菌でニュージーランドの白色ウサギに感染させる。 12、13感染が12〜16週間進行するようにします。ウサギを35mg / kgのケタミンおよび5mg / kgのキシラジンで筋肉内に静置し、ウサギに0.22mL / kgのペントバルビタールナトリウムおよびフェニトインナトリウムを静脈内に安楽死させ、剖検を続ける。 </li><li>ピンセットとメスを使用して、胸部から肺を取り除く。vity。各肺葉から、個々の空洞および大きな壊死肉芽腫をメスを用いて切開する。空洞と肉芽腫の壁からカゼムを慎重にこすり落とす。使用準備が整うまで-20℃で2 mLスクリューキャップチューブに試料を計量し、記録し、保存する。 </li><li> 3メガラドのドライアイスで感染性のカゼウムサンプルをガンマ線照射して、BSL-2ラボでの使用に不快で安全なものにします。 </li></ol> 2.THP-1細胞からのCaseum Surrogateのインビトロ発生<ol><li> T175細胞培養フラスコ（80mL /フラスコ）中のRPMI1640培地（2mM L-グルタミンおよび10％ウシ胎仔血清）中のTHP-1単球を増殖させる。フラスコを5％CO 2雰囲気下、37℃で3〜4日間インキュベートする。 </li><li> T175フラスコから2本の50mLコニカルチューブで培養液を150 xgで5分間遠心します。上清を捨て、ペレットを10mLのRPMI 1640培地に懸濁する。 </li><li>この培養物5μLを45μLのtを含む1.5mLチューブにピペットライパンブルー。ピペッティングにより完全に混合する。 10μLを血球計算盤に移し、光学顕微鏡（倍率10倍）を用いて生存可能なTHP-1単球の数を数えた（染色していない）。培養液1mLあたりの生存細胞数を計算する。 RPMI培地で希釈して1.25 x 10 6 cells / mLの最終密度にします。 </li><li>大きな細胞培養プレート（50×10 6細胞/プレート）上に培養物40mLをロードする。 40μLの100μMPMA（エタノール中で調製したホルボール12-ミリステート13-アセテート）を加え、細胞をインキュベーター内で一晩付着させる。 注：PMAの最終濃度は100nMである。 </li><li>エタノール中の純粋なオレイン酸（OA）（0.89g / mL）を0.1Mの濃度（ すなわち、エタノール968.3μL中の31.7μLのOA）に希釈する。新鮮な予熱したRMPI培地でこの溶液を10 mMの濃度に希釈する。 37℃に予熱したRPMI培地中でこのOA懸濁液を0.4mM（最終使用濃度）に希釈する。 </li><li>既存のメディアと非メディアを削除する-adhered細胞を細胞培養プレートから、穏やかにはTHP-1マクロファージ（THP-M）を0.4 mMのOAの40ミリリットルを加えます。一晩インキュベーター中で37°Cでインキュベートします。 </li><li>視覚各THP-Mにおける多数の脂質体の介在物の存在を確認するために40倍の倍率で光学顕微鏡を使用しています。細胞培養プレートからすべてのRPMI培地を除去し、穏やかに50 mLの血清学的ピペットを使用して、リン酸緩衝生理食塩水（PBS）で2回接着細胞を洗浄します。 注：脂質体はTHP-Mの細胞質のように、小さい透明な球状構造で表示されます。 </li><li>各プレートに、PBS中の5mMのエチレンジアミン四酢酸（EDTA）の40ミリリットルを加えます。 37°Cで15分間インキュベートします。 </li><li>繰り返しピペッティング全体板の表面上に10-mLの血清学的ピペットを使用して、泡沫状マクロファージ（FM）を取り外します。 50 mLコニカルチューブに細胞懸濁液を移し、5分間、150×gでスピンダウン。 </li><li> 10 mlのPBS（第三のPBS洗浄）Aで細胞ペレットを再懸濁予め計量した15mLコニカルチューブに移す。 150xgで5分間再びスピンダウンする。血清学的ピペットを使用して上清を慎重に吸引し、廃棄する。 </li><li> FMペレットを3回凍結融解して細胞を溶解し、75℃で20〜30分間インキュベートしてマトリックス中のタンパク質を変性させます。使用準備が整うまでペレットを-20℃で保存する。 </li></ol>迅速な平衡透析（RED）アッセイ<ol><li>ジメチルスルホキシド（DMSO）中のすべての試験化合物の10 mMストック溶液を調製する。各アッセイの前にDMSO中で500μMの作業溶液に希釈する。 </li><li>カゼインサロゲートペレットを入れたチューブを秤量する。空のチューブの重量を引いて、ペレットのみの重量を導出する。チューブ当たり2〜3個の金属ビーズを添加し、組織ホモジナイザーを用いて1,200ストローク/分で1分間、各マトリックスの10倍希釈懸濁液を達成するために、カセムまたは代理マトリックスをPBS（1：9w / v） </li><li>スパイク6.5μLの500μL5μM（≦1％DMSO）およびボルテックスの最終濃度を達成するために、643.5μLのホモジネートに試験化合物のμM溶液を添加する。 </li><li> REDインサートをベースプレートに挿入します。各REDインサートのドナーチャンバー（赤いリング）と各レシーバーチャンバーへの350μLのPBSに200μLの薬物添加マトリックスを加えます。各試験化合物について3つのインサートを調製する（3つのサンプル）。プレートを接着プレートシールでシールし、サーモミキサー上で37℃、200 rpm（1 xg）で4時間インキュベートする。 </li><li>インキュベーション後、ドナーおよびレシーバーチャンバーの内容物を2〜3回上下にピペッティングすることにより穏やかに混合する。ドナーチャンバーからホモジネートのアリコート20μLをピペットで出し、1.5mLチューブ（1：1）中の20μLのきれいなPBSに加える。同様に、レシーバーチャンバーからのPBSサンプルのアリコート20μLをピペットで取り出し、クリーンホモジネート（マトリックスマッチング）20μLを加えます。 8 注：マトリックスマッチングは、定量分析のために2つの別々の較正曲線（ホモジネートおよびPBS中）を作成した。ドナーチャンバーの内容物は時間の経過とともに沈降することがある。アリコートを除去する前にピペットで内容物を穏やかに混合する。 </li></ol> 4.LC-MS定量およびデータ解析<ol><li> 500ng / mLのジクロフェナクまたは10ng / mLのベラパミル（内部標準）を含む160μLの1：1メタノール：アセトニトリルを各チューブに加え、ボルテックスしてタンパク質を沈殿させる。 10,000×gで5分間遠心分離して沈殿物を沈降させ、液体クロマトグラフィー - 質量分析（LCMS）分析のために上清を96ウェルディープウェルプレートに移す。 7 </li><li>上記のサンプルと同じマトリックス組成を維持しながら、各試験化合物について1〜1,000nMの較正曲線を構築する。 LC-MS法を用いて、ドナーおよびレシーバーチャンバーからのサンプル中の試験化合物の濃度を定量する。 </li><li>非結合部分（ f u ）を計算する式1を用いて希釈マトリックス中の薬物を計算する。式2を用いて希釈されていないマトリックス中のf uを計算する（ D =希釈係数10）。 14 <img alt="式1" src="/files/ftp_upload/55559/55559eq1.jpg" /> <img alt="式2" src="/files/ftp_upload/55559/55559eq2.jpg" /></li><li>式3を用いて各化合物の回収（質量バランス）を調べ、安定性/代謝/非特異的結合の問題を有する化合物を同定する。 注：回復率は通常70〜130％です。 15 <img alt="式3" src="/files/ftp_upload/55559/55559eq3.jpg" /></li></ol>

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</ol>

競合する金銭的利益はない。

結核に感染した患者の肺壊死病変および空洞には、薬物治療に対して反抗的な細菌の亜集団が含まれる。これらの構造の大部分のコアは、細胞外環境においてこれらの胞子を保持することに特に関与する。これらの離れた場所への抗菌剤の好都合な分布は、結核薬効の重要な決定要因であると考えられている。このプロトコールのバリデーションの前に、大腸病変における創薬化合物の分布?...

肺結核疾患の治療には、様々なタイプの病変への薬物の効果的な分配が必要である。壊死病巣および腔は、薬剤耐性または「持続性」細菌の亜集団を有する大腸菌センターを含む。 1、2空洞病は、劣悪な治癒率と不良な予後と関連している。以前の研究では、定量的および画像技術を用いて、カゼムを浸透させる能力が薬物クラスごとに著しく異なることが示されている。しかし、これらの方法は、遅く退屈な動物感染モデルの使用を必要とする。 ex vivoカゼウムへの薬物結合を測定するインビトロアッセイを設計した。この結合は、肉芽腫の薬物浸透と逆相関することが判明し、したがって、予測ツールとして使用。 7 平衡透析は、血漿蛋白質結合研究に金標準的なアプローチとみなされています。迅速平衡透析（RED）デバイスは、そのようなアッセイを実施するための、迅速で使いやすいと信頼性の高いシステムを提供します。 8デバイスは、2つのコンポーネントで構成され：使い捨て、半透膜の垂直シリンダによって分離された2室からなる使い捨てインサート。一度に48個のインサートまで保持することができ、再使用可能なベース板。透析膜は、8 kDaの分子量カットオフ（MWCO）を有する薬物 - 高分子結合研究のために理想的です。膜区画の高い表面積対体積比は、急速透析および平衡化を可能にします。インサートとベースプレートの両方は、最小の非特異的結合のために検証されてきました。生体分析技術とRED素子の組み合わせは、Pにおける薬物の非結合画分の正確な推定を提供しますラスマ8,9 当初は血漿タンパク質結合を測定するように設計されていたが、RED装置はホモジネートを用いたいくつかの組織結合研究に用いられてきた。このプロトコールでは、壊死病変および結核感染ウサギの腔から摘出された壊死屑であるカゼムに対する薬物結合を測定する。ケース状材料の無細胞性および非血管性は、アッセイと適合する均一な懸濁液にホモジナイズすることを容易にする。 カゼウムが生産するのが面倒で、来るのが難しいことを考えると、プロトコールはまた、泡沫状マクロファージから調製された代理母材と共に使用するために検証されている。 THP-1単球由来マクロファージはオレイン酸で誘導され、それらに「泡沫」外観を与える複数の脂質体を蓄積する。これらの脂質負荷細胞を採取し、我々はcaseumへの代理として使用マトリックスを生成するために処理。この研究では、この代用マトリックスに結合するその薬剤を示した効果肉芽腫及び空洞の乾酪性コア中の薬物の浸透を妨げるインビボのプロセスを模倣、caseumに結合するとよく相関します。

<table><tbody><tr><td>New Zealand White Rabbits</td><td>Covance</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>HN878 Mycobacterium tuberculosis</td><td>BEI Resources</td><td>NR-13647&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Ketathesia (Ketamine) 100 mg/mL C3N</td><td>Henry Schein Animal Health</td><td>56344</td><td></td></tr><tr><td>Anased (Xylazine) 100 mg/mL</td><td>Henry Schein Animal Health</td><td>33198</td><td></td></tr><tr><td>Euthasol (pentobarbital sodium and phenytoin sodium) Solution&amp;nbsp;</td><td>Virbac</td><td>710101</td><td></td></tr><tr><td>THP-1 monocytic cell line</td><td>ATCC</td><td>ATCC TIB-202</td><td></td></tr><tr><td>175 cm&amp;sup2; TC-Treated Flask (T175)</td><td>Fisher Scientific</td><td>T-3400-175</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640 media w/o glutamine</td><td>Fisher Scientific</td><td>MT-15-040-CV</td><td></td></tr><tr><td>Hyclone Fetal Bovine Serum, Gamma irradiated&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>SH3091003IR</td><td></td></tr><tr><td>Hyclone L-glutamine, 200 mM</td><td>Fisher Scientific</td><td>SH3003401</td><td></td></tr><tr><td>Cellstar TC dish, 145 mm x 20 mm, vented</td><td>Fisher Scientific</td><td>T-2881-1</td><td></td></tr><tr><td>Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP685-1</td><td></td></tr><tr><td>Ethylenediaminetetraacetic acid</td><td>Sigma</td><td>E6758</td><td></td></tr><tr><td>Oleic acid&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>ICN15178101</td><td></td></tr><tr><td>Pierce RED Device Reusable Base Plate</td><td>Fisher Scientific</td><td>PI-89811</td><td></td></tr><tr><td>Pierce RED Device Inserts, 50/box&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>PI-89809</td><td></td></tr><tr><td>Pierce RED insert removal tool&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>89812</td><td></td></tr><tr><td>Adhesive plate seal</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-408-240</td><td></td></tr><tr><td>PBS, pH 7.4, 10x 500 mL (Gibco)&amp;nbsp;</td><td>Life Technologies&amp;nbsp;</td><td>10010-049</td><td></td></tr><tr><td>DMSO</td><td>Sigma</td><td>472301</td><td></td></tr><tr><td>Acetonitrile</td><td>Sigma</td><td>34998</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Sigma</td><td>34860</td><td></td></tr><tr><td>Verapamil hydrochloride</td><td>Sigma</td><td>V4629</td><td></td></tr><tr><td>Diclofenac sodium salt</td><td>Sigma</td><td>93484</td><td></td></tr><tr><td>Trypan Blue Solution, 0.4%</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-250-061</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol, 200 proof</td><td>Fisher Scientific</td><td>04-355-451</td><td></td></tr><tr><td>2010 Geno/Grinder</td><td>SPEX SamplePrep</td><td>2010</td><td></td></tr><tr><td>Bead Mill Homogenizer Accessory, Metal Bulk Beads</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-340-158</td><td></td></tr><tr><td>484R Cobalt 60 Irradiator</td><td>JL Shepard</td><td>7810-484-1</td><td></td></tr><tr><td>INCYTO&amp;nbsp;C-Chip Disposable Hemacytometers</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-600-100</td><td></td></tr><tr><td>Upright Light Microscope</td><td>Leica</td><td>DM1000</td><td></td></tr><tr><td>Binary Liquid Chromatography system</td><td>Agilent</td><td>1260</td><td>Multi-compenent</td></tr><tr><td>Mass spectrometer</td><td>AB Sciex</td><td>4000</td><td></td></tr></tbody></table>

an in vitro caseum binding assay that predicts drug penetration in tuberculosis lesions

結核病の根絶には、複雑な肺病変の複数の層に浸透することができる薬物レジメンが必要である。窩洞および病変の大部分のコアにおける薬物分布は、一般に害虫とも呼ばれる薬物耐性細菌の亜集団を収容するため、特に重要である。結核病変における薬剤浸透の測定のための既存の方法は、 生体分析または画像化技術に結合された経費のかかる時間のかかる生体内薬物動態研究を必要とする。この結合は、カゼムを介する薬物分子の受動的拡散を妨げるので、カゼイン高分子への薬物結合のインビトロ測定は、そのような技術の代替として提案されている。迅速な平衡透析は、血漿タンパク質および組織結合研究を行うための迅速かつ信頼性の高いシステムである。このプロトコールでは、excisであるカゼウムのホモジネートへの薬物結合を測定するために、高速平衡透析（RED）装置を使用した結核に感染したウサギの病変および腔から滲出した。このプロトコールはまた、カゼムの代わりに使用する脂質負荷THP-1マクロファージから代理マトリックスを生成する方法も記載している。このカゼウム/サロゲート結合アッセイは、結核薬の発見において重要なツールであり、他の疾患によって引き起こされる病変または膿瘍の薬物分布を研究するのに役立つことができる。

このプロトコルを使用して、我々は浸透カゼムでの予測された効率のために何百もの結核薬開発化合物を試験した。 図1は、REDアッセイの基本概念を視覚化しています。 REDインサートの透析膜は、未結合の小分子がドナーウェルからレシーバウェルに拡散し、最終的に両方のコンパートメント間の平衡を達成することを可能にする。タンパク質または脂?...

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An In Vitro Caseum Binding Assay that Predicts Drug Penetration in Tuberculosis Lesions

ここでは、肺結核病変および腔からのカゼムとの薬物結合を測定するための迅速な平衡透析（RED）法を説明する。このプロトコールはまた、発泡マクロファージ由来のマトリックスと共に使用され、これは、カゼムの有効な代用物である。

アン<em&gt;インビトロ</em&gt;結核病変における薬物侵入を予測するカゼウム結合アッセイ

The eradication of tuberculosis disease requires drug regimens that can penetrate the multiple layers of complex pulmonary lesions. Drug distribution in ...

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11.8K ビュー.  Rutgers. ここでは、肺結核病変および腔からのカゼムとの薬物結合を測定するための迅速な平衡透析（RED）法を説明する。このプロトコールはまた、発泡マクロファージ由来のマトリックスと共に使用され、これは、カゼムの有効な代用物である。 

ビデオ: An In Vitro Caseum Binding Assay that Predicts Drug Penetration in Tuberculosis Lesions

A Microscopic Phenotypic Assay for the Quantification of Intracellular Mycobacteria Adapted for High-throughput/High-content Screening

Despite the availability of therapy and vaccine, tuberculosis (TB) remains one of the most deadly and widespread bacterial infections in the world. Since several decades, the sudden burst of multi- and extensively-drug resistant strains is a serious threat for the control of tuberculosis. Therefore, it is essential to identify new targets and pathways critical for the causative agent of the tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis (Mtb) and to search for novel chemicals that could become TB drugs. One approach is to set&#160;up methods suitable for the genetic and chemical screens of large scale libraries enabling the search of a needle in a haystack. To this end, we developed a phenotypic assay relying on the detection of fluorescently labeled Mtb within fluorescently labeled host&#160;cells using automated confocal microscopy. This in vitro assay allows an image based quantification of the colonization process of Mtb&#160;into the host and was optimized for the 384-well microplate format, which is proper for screens of siRNA-, chemical compound- or Mtb mutant-libraries. The images are then processed for multiparametric analysis, which provides read&#160;out inferring on the pathogenesis of Mtb&#160;within host cells.

Here, we describe a phenotypic assay applicable to the High-throughput/High-content screens of small-interfering synthetic RNA (siRNA), chemical compound, and Mycobacterium tuberculosis mutant libraries. This method relies on the detection of fluorescently labeled Mycobacterium tuberculosis within fluorescently labeled host&#160;cell using automated confocal microscopy.

高スループット/高含有スクリーニングに適応した細胞内マイコバクテリアの定量化のための顕微鏡表現型アッセイ

Despite the availability of therapy and vaccine, tuberculosis (TB) remains one of the most deadly and widespread bacterial infections in the world. Since ...

免疫・感染学

Visualization of the Charcoal Agar Resazurin Assay for Semi-quantitative, Medium-throughput Enumeration of Mycobacteria

There is an urgent need to discover and progress anti-infectives that shorten the duration of tuberculosis (TB) treatment. Mycobacterium tuberculosis, the etiological agent of TB, is refractory to rapid and lasting chemotherapy due to the presence of bacilli exhibiting phenotypic drug resistance. The charcoal agar resazurin assay (CARA) was developed as a tool to characterize active molecules discovered by high-throughput screening campaigns against replicating and non-replicating M. tuberculosis. Inclusion of activated charcoal in bacteriologic agar medium helps mitigate the impact of compound carry-over, and eliminates the requirement to pre-dilute cells prior to spotting on CARA microplates. After a 7-10 day incubation period at 37 &#176;C, the reduction of resazurin by mycobacterial microcolonies growing on the surface of CARA microplate wells permits semi-quantitative assessment of bacterial numbers via fluorometry. The CARA detects approximately a 2-3 log10 difference in bacterial numbers and predicts a minimal bactericidal concentration leading to &#8805;99% bacterial kill (MBC&#8805;99). The CARA helps determine whether a molecule is active on bacilli that are replicating, non-replicating, or both. Pilot experiments using the CARA facilitate the identification of which concentration of test agent and time of compound exposure require further evaluation by colony forming unit (CFU) assays. In addition, the CARA can predict if replicating actives are bactericidal or bacteriostatic.

The charcoal agar resazurin assay (CARA) is a semi-quantitative, medium-throughput method to assess activity of test agents against mycobacteria that are replicating, non-replicating, or both. The CARA permits rapid evaluation of time- and concentration-dependent activity and identifies parameters to pursue by colony forming unit (CFU) assays.

マイコバクテリアの半定量的、ミディアムスループット列挙のためのチャコール寒天レサズリンアッセイの可視化

There is an urgent need to discover and progress anti-infectives that shorten the duration of tuberculosis (TB) treatment. Mycobacterium tuberculosis, the ...

System for Efficacy and Cytotoxicity Screening of Inhibitors Targeting Intracellular Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis (TB), is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. With the increased spread of multi drug-resistant TB (MDR-TB), there is a real urgency to develop new therapeutic strategies against M. tuberculosis infections. Traditionally, compounds are evaluated based on their antibacterial activity under in vitro growth conditions in broth; however, results are often misleading for intracellular pathogens like M. tuberculosis since in-broth phenotypic screening conditions are significantly different from the actual disease conditions within the human body. Screening for inhibitors that work inside macrophages has been traditionally difficult due to the complexity, variability in infection, and slow replication rate of M. tuberculosis. In this study, we report a new approach to rapidly assess the effectiveness of compounds on the viability of M. tuberculosis in a macrophage infection model. Using a combination of a cytotoxicity assay and an in-broth M. tuberculosis viability assay, we were able to create a screening system that generates a comprehensive analysis of compounds of interest. This system is capable of producing quantitative data at a low cost that is within reach of most labs and yet is highly scalable to fit large industrial settings.

System for Efficacy and Cytotoxicity Screening of Inhibitors Targeting Intracellular Mycobacterium tuberculosis

We have developed a modular high-throughput screening system for discovering novel compounds against Mycobacterium tuberculosis, targeting intracellular and in-broth growing bacteria as well as cytotoxicity against the mammalian host cell.

細胞内の標的阻害剤の有効性及び細胞毒性スクリーニングのためのシステム<em&gt;結核菌</em

Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis (TB), is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. With the increased spread ...

A High-throughput Compatible Assay to Evaluate Drug Efficacy against Macrophage Passaged Mycobacterium tuberculosis

The early drug development process for anti-tuberculosis drugs is hindered by the inefficient translation of compounds with in vitro activity to effectiveness in the clinical setting. This is likely due to a lack of consideration for the physiologically relevant cellular penetration barriers that exist in the infected host. We recently established an alternative infection model that generates large macrophage aggregate structures containing densely packed M. tuberculosis (Mtb) at its core, which was suitable for drug susceptibility testing. This infection model is inexpensive, rapid, and most importantly BSL-2 compatible. Here, we describe the experimental procedures to generate Mtb/macrophage aggregate structures that would produce macrophage-passaged Mtb for drug susceptibility testing. In particular, we demonstrate how this infection system could be directly adapted to the 96-well plate format showing throughput capability for the screening of compound libraries against Mtb. Overall, this assay is a valuable addition to the currently available Mtb drug discovery toolbox due to its simplicity, cost effectiveness, and scalability.

A High-throughput Compatible Assay to Evaluate Drug Efficacy against Macrophage Passaged Mycobacterium tuberculosis

New models and assays that would improve the early drug development process for next-generation anti-tuberculosis drugs are highly desirable. Here, we describe a quick, inexpensive, and BSL-2 compatible assay to evaluate drug efficacy against Mycobacterium tuberculosis that can be easily adapted for high-throughput screening.

マクロファージ継代に対する薬効を評価するために、ハイスループットアッセイの互換性<em&gt;結核菌</em

The early drug development process for anti-tuberculosis drugs is hindered by the inefficient translation of compounds with in vitro activity to ...

A Tuberculosis Molecular Bacterial Load Assay (TB-MBLA)

Tuberculosis is caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb), a pathogen classified by the United Nations (UN) as a dangerous category B biological substance. For the sake of the workers&#8217; safety, handling of all samples presumed to carry Mtb must be conducted in a containment level (CL) 3 laboratory. The TB molecular bacterial load assay (TB-MBLA) test is a reverse transcriptase quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) test that quantifies Mtb bacillary load using primers and dual-labelled probes for 16S rRNA. We describe the use of heat inactivation to render TB samples noninfectious while preserving RNA for the TB-MBLA. A 1 mL aliquot of the sputum sample in tightly closed 15 mL centrifuge tubes is boiled for 20 min at either 80 &#176;C, 85 &#176;C, or 95 &#176;C to inactivate Mtb bacilli. Cultivation of the heat inactivated and control (live) samples for 42 days confirmed the death of TB. The inactivated sample is then spiked with 100 &#181;L of the extraction control and RNA is extracted following the standard RNA isolation procedure. No growth was observed in the cultures of heat treated samples. The isolated RNA is subjected to real-time RT-qPCR, which amplifies a specific target in the Mtb 16S rRNA gene, yielding results in the form of quantification cycles (Cq). A standard curve is used to translate Cq into bacterial load, or estimated colony forming units per mL (eCFU/mL). There is an inverse relationship between Cq and the bacterial load of a sample. The limitation is that heat inactivation lyses some cells, exposing the RNA to RNases that cause a loss of &#60;1 log10eCFU/mL (i.e., &#60;10 CFU/mL). Further studies will determine the proportion of very low burden patients that cause false negative results due to heat inactivation.

A Tuberculosis Molecular Bacterial Load Assay TB-MBLA

We describe a tuberculosis molecular bacterial load assay test performed after heat inactivation of sputum. Heat inactivation renders sputum samples noninfectious and obviates the need for containment level 3 laboratories for tuberculosis molecular tests.

結核分子細菌負荷アッセイ(TB-MBLA)

Tuberculosis is caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb), a pathogen classified by the United Nations (UN) as a dangerous category B biological ...

Spatial Quantification of Drugs in Pulmonary Tuberculosis Lesions by Laser Capture Microdissection Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LCM-LC/MS)

Tuberculosis is still a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Improvements to existing drug regimens and the development of novel therapeutics are urgently required. The ability of dosed TB drugs to reach and sterilize bacteria within poorly-vascularized necrotic regions (caseum) of pulmonary granulomas is crucial for successful therapeutic intervention. Effective therapeutic regimens must therefore contain drugs with favorable caseum penetration properties. Current LC/MS methods for quantifying drug levels in biological tissues have limited spatial resolution capabilities, making it difficult to accurately determine absolute drug concentrations within small tissue compartments such as those found within necrotic granulomas. Here we present a protocol combining laser capture microdissection (LCM) of pathologically-distinct tissue regions with LC/MS quantification. This technique provides absolute quantification of drugs within granuloma caseum, surrounding cellular lesion and uninvolved lung tissue and, therefore, accurately determines whether bactericidal concentrations are being achieved. In addition to tuberculosis research, the technique has many potential applications for spatially-resolved quantification of drugs in diseased tissues.

Spatial Quantification of Drugs in Pulmonary Tuberculosis Lesions by Laser Capture Microdissection Liquid Chromatography Mass Spectrometry LCM-LC/MS

Here, we describe a protocol using laser capture microdissection coupled with LC/MS analysis to spatially-quantify drug distributions within pulmonary tuberculosis granulomas. The approach has broad applicability to quantifying drug concentrations within tissues at high spatial detail.

レーザーによる肺の結核病変における薬物の空間の定量化をキャプチャ レーザーマイクロダイ セクション液体クロマトグラフィー質量分析法 (LCM-LC/MS)

Tuberculosis is still a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Improvements to existing drug regimens and the development of novel ...

医学

An Automated Culture System for Use in Preclinical Testing of Host-Directed Therapies for Tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the causative agent of tuberculosis (TB), was the most significant infectious disease killer globally until the advent of COVID-19. Mtb has evolved to persist in its intracellular environment, evade host defenses, and has developed resistance to many anti-tubercular drugs. One approach to solving resistance is identifying existing&#160;approved drugs that will boost the host immune response to Mtb. These drugs could then be repurposed as adjunctive host-directed therapies (HDT) to shorten treatment time and help overcome antibiotic resistance.
Quantification of intracellular Mtb growth in macrophages is a crucial aspect of assessing potential HDT. The gold standard for measuring Mtb growth is counting colony-forming units (CFU) on agar plates. This is a slow, labor-intensive assay that does not lend itself to rapid screening of drugs. In this protocol, an automated, broth-based culture system, which is more commonly used to detect Mtb in clinical specimens, has been adapted for preclinical screening of host-directed therapies. The capacity of the liquid culture assay system to investigate intracellular Mtb growth in macrophages treated with HDT was evaluated. The HDTs tested for their ability to inhibit Mtb growth were all-trans Retinoic acid (AtRA), both in solution and encapsulated in poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) microparticles and the combination of interferon-gamma and linezolid. The advantages of this automated liquid culture-based technique over the CFU method include simplicity of setup, less labor-intensive preparation, and faster time to results (5-12 days compared to 21 days or more for agar plates).

Rapid and efficient quantification of intracellular M. tuberculosis growth is crucial for pursuing improved therapies against tuberculosis (TB). This protocol describes a broth-based colorimetric detection assay using an automated liquid culture system to quantify Mtb growth in macrophages treated with candidate host-directed therapies.

結核の宿主向け治療の前臨床試験に使用する自動培養システム

Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the causative agent of tuberculosis (TB), was the most significant infectious disease killer globally until the advent ...

<meta charset="utf8"></head><body>デュアルレポーターを用いた Mycobacterium abscessus のハイスループットスクリーニングアッセイ

Assay Development for High-Throughput Drug Screening Against Mycobacteria

Mycobacterium abscessus (Mab) infections are challenging to treat due to high intrinsic drug resistance, comparable to multidrug-resistant tuberculosis. Treatments are extremely ineffective and based on a multi-drug regimen, resulting in low patient compliance. Consequently, the scientific community is urged to identify new and effective drugs to treat these infections. One of the strategies employed to this end is drug repurposing - the process of identifying new therapeutic opportunities for existing drugs in the market, circumventing the time required to establish pharmacokinetic and safety profiles of new drugs. With most studies on drug development against Mab relying on traditional and time-consuming methods, an assay for high-throughput drug screening was developed against mycobacteria using an in house developed double-reporter strain of Mab. Using liquid-handling robotics, automated microscopy, and analysis, alongside in house developed double reporter strains, bacterial viability can be rapidly measured using two different readouts, luminescence and fluorescence, without adding reagents or performing any extra steps. This reduces time and variability between assays, a major advantage for high-throughput screenings. The described protocol was validated by screening a library of 1280 compounds. The obtained results were corroborated by the literature, with efficient detection of active compounds. Thus, this work fulfilled the aim of supplying the field with a new tool to help fight this extremely drug-resistant bacteria.

<meta charset="utf8"></head><body>著者スポットライト: M. abscessus 治療の効率的な発見のためのスケーラブルな薬物スクリーニングプロトコル

This study developed an assay for high-throughput screening against Mycobacterium abscessus with a&#160;recently created double reporter strain, using fluorescence and luminescence to assess bacterial viability quickly. This protocol will be relevant for researchers aiming to screen new drugs against this drug-resistant bacteria.

マイコバクテリアに対するハイスループット薬物スクリーニングのためのアッセイ開発

Mycobacterium abscessus (Mab) infections are challenging to treat due to high intrinsic drug resistance, comparable to multidrug-resistant tuberculosis. ...

アン

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