תרביות טהורות ו ציפוי פסים: בידוד מושבות חיידקיות בודדות מדגם מעורב

מקור: עדדה אנדרסון¹, רולף לוד^1
1 המחלקה למדעים קליניים לונד, החטיבה לרפואת זיהומים, המרכז הביו-רפואי, אוניברסיטת לונד, 221 00 לונד, שוודיה

לכאורה בלתי אפשרי לקבוע, המגוון הביולוגי המיקרוביאלי הוא באמת מדהים עם כטריליון מינים דו-קיום (1,2). למרות אקלים קשה במיוחד, כמו הסביבה החומצית של הבטן האנושית (3) או האגמים התת-קרקעיים של אנטארקטיקה (4), עשויים להיות נשלטים על ידי מין מסוים, חיידקים נמצאים בדרך כלל בתרבויות מעורבות. מכיוון שכל זן עשוי להשפיע על צמיחתו של אחר (5), היכולת להפריד ולטפח מושבות "טהורות" (המורכבות מסוג אחד בלבד) הפכה חיונית במסגרות קליניות ואקדמיות כאחד. תרביות טהורות מאפשרות בדיקות גנטיות ופרוטומיות נוספות (7), ניתוח של טוהר המדגם, ואולי ראוי לציון יותר, זיהוי ואפיון של חומרים זיהומיים מדגימות קליניות.

לחיידקים יש מגוון רחב של דרישות גדילה ויש סוגים רבים של מדיה תזונתית שנועדו לקיים הן את המינים הלא תובעניים והן את המינים הערמומיים (8). מדיה צמיחה יכול להיות מוכן או בצורה נוזלית (כמו מרק) או בדרך כלל מבוסס אגר (סוכן gelling נגזר אצות אדומות) צורה מוצקה. בעוד חיסון ישיר למרק נושא את הסיכון ליצירת אוכלוסייה חיידקית מגוונת גנטית או אפילו מעורבת, ציפוי ופסים מחדש יוצרים תרבות טהורה יותר שבה לכל תא יש מבנה גנטי דומה מאוד. טכניקת לוח הפסים מבוססת על דילול מתקדם של מדגם (איור 1),במטרה להפריד תאים בודדים זה מזה. כל תא בר קיימא (המכונה להלן יחידה ליצירת מושבה, CFU) המתקיים על ידי התקשורת והסביבה המיועדת לכך יכול למצוא לאחר מכן מושבה מבודדת של תאי בת באמצעות ביקוע בינארי. למרות שיעורי המוטציה המהירים בתוך קהילות חיידקים, קבוצת תאים זו נחשבת בדרך כלל כלנית. קצירה ופס מחדש של אוכלוסייה זו כתוצאה מכך מבטיחה כי העבודה הבאה כרוכה רק סוג חיידקי אחד.

איור 1: לוח פסים מבוסס על דילול הדרגתי של המדגם המקורי. I) האינוקולום מפוזר בתחילה באמצעות תנועת זיג-זג, ויוצר אזור עם אוכלוסיית חיידקים צפופה יחסית. II-IV) פסים נמשכים מהאזור הקודם, באמצעות לולאת חיסון סטרילית בכל פעם, עד שמגיעים לרביע הרביעי. V) תנועת זיג-זג סופית המופנית לכיוון אמצע הצלחת יוצרת אזור שבו ההסתה מדוללת במידה ניכרת, ומאפשרת למושבות להופיע נפרדות זו מזו.

ניתן לשלב את טכניקת לוח הפסים גם עם השימוש במדיה סלקטיבית ו/או דיפרנציאלית. מדיום סלקטיבי יעכב את צמיחתם של אורגניזמים מסוימים(למשל באמצעות תוספת של אנטיביוטיקה) בעוד מדיום דיפרנציאלי יסייע אך ורק להבחין זה מזה(למשל באמצעות המוליזה על לוחות אגר הדם).

בבסיס כל העבודה במיקרוביולוגיה עומד השימוש בטכניקות אספטיות (סטריליות). כל תרבות חיידקית צריכה להיחשב פוטנציאל פתוגניים שכן קיים סיכון של צמיחה לא מכוונת של זנים בוגדניים, היווצרות תרסיס וזיהום של ציוד / כוח אדם. כדי למזער סיכונים אלה, כל כלי התקשורת, הפלסטיק, המתכת והזכוכית מעוקרים בדרך כלל באמצעות הפעלה אוטומטית לפני ואחרי השימוש, מה שמכפיף אותם לאדים רוויים בלחץ גבוה בסביבות 121 מעלות צלזיוס שמחסל ביעילות את כל התאים המתמשכים. חלל העבודה מחוטא בדרך כלל באמצעות אתנול הן לפני, והן לאחר מכן, להשתמש. חלוק מעבדה וכפפות תמיד שחוקים במהלך העבודה עם חומרים זיהומיים.