Name: oral biofilm analysis of palatal expanders by fluorescence in-situ hybridization and confocal laser scanning microscopy
Uploaded: 2011-10-20T12:00:00
Duration: 9 min 44 s
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Este trabajo fue apoyado por el Fonds de Higiene de la Universidad Médica de Graz. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado. La aprobación institucional del protocolo del estudio se obtuvo de la Universidad Médica de Graz.

1. Recogida de muestras <ol><li> Quitar fija expansores palatinos después de 4 meses de servicio intraoral. Utilizar el Sistema de NOLA campo seco para aislar a los aparatos antes de sacarlos (Figuras 1 y 2). </li><li> Utilice pinzas esterilizadas, guantes y bandejas para eliminar la contaminación sin necesidad de añadir expansores (Figuras 3 y 4). </li><li> Almacenar objetos en Sarstedt 120 ml viales a -20 ° C. Tome al laboratorio en hielo y el proceso dentro de las 24 horas. </li></ol> 2. Biofilm fijación <ol><li> Raspar escamas biofilm con un bisturí estéril, o cobrar piezas con una pinza estéril. </li><li> Añadir helada solución al 4% PFA hasta que la muestra está bien cubierta. </li><li> Incubar la mezcla a 4 ° C (no congelar) de 3 a 12 horas. Ya veces la fijación o la fijación de las temperaturas más altas pueden hacer que la envoltura celular de bacterias gram-negativos células menos permeable a las sondas de oligonucleótidos. </li><li> Retire la solución PFA y lavar con helado de PBS 1X. Repita este paso 2-3 veces a la remove residual PFA. </li><li> Resuspender la muestra en un vol. helado de PBS 1X y añadir vol 1. helada del 96% (v / v) de etanol. </li><li> Almacenar las muestras a -20 ° C. Las muestras fijadas de acuerdo con este protocolo se pueden almacenar por varios meses o años. </li></ol> 3. La deshidratación de las muestras fijas <ol><li> Aplicar l 50-30 de PFA-fijo material de la muestra a un portaobjetos de microscopio. </li><li> Seco a 46 ° C durante 15 min a temperatura ambiente o durante más tiempo. Descongele la lisozima y la formamida. </li><li> Añadir 250 l de lisozima (1mg/ml) a temperatura ambiente durante 10 minutos, lo que facilita la penetración de las sondas en las células por la destrucción parcial de las paredes celulares. </li><li> Dip caer en 50%, 80% y 96% (v / v) de etanol durante 3 minutos cada uno. El efecto deshidratante de la serie de la concentración de etanol va a desintegrar las membranas celulares. </li><li> Secar los portaobjetos a 46 ° C durante 10 min. </li></ol> 4. Hibridación in situ <ol><li> Prepare 1 ml detampón de hibridación fresca (ver Tabla 1 para la concentración). Las concentraciones de formamida utilizados en este estudio: 10% (EUBmix), el 20% (Bac303, institución de giro postal, MUT590) o 45% (LGCmix). </li><li> Descongele las soluciones sonda de oligonucleótidos. Sondas descongelado debe mantenerse en hielo y protegido de la luz. </li><li> Añadir 2 l de cada sonda de 200 l de tampón de hibridación, mezclar bien y aplicar la mezcla de la muestra deshidratada en un portaobjetos de microscopio. </li><li> Coloque un pedazo de papel de seda en una plaza una placa de Petri y verter el resto de tampón de hibridación en el papel de seda. </li><li> Inmediatamente colocar la placa horizontal en el plato y cerca del plato. Incubar en una estufa a 46 ° C durante 1-5 horas (90 minutos será suficiente en la mayoría de los casos). Las funciones de plato como una cámara de humedad evitando la evaporación de la solución de hibridación de la diapositiva. En particular, la evaporación de la formamida puede causar no específicos de la sonda unión a las células no deseadas. </li><li> Prepare 50 ml de tampón de lavado (ver Tabla 2 para concentrations). Prepare la solución de lavado en un tubo de 50 ml y de precalentamiento a 48 ° C en un baño de agua. La etapa de lavado se realiza a 48 ° C. </li><li> Retirar la cápsula con la tapa del horno de hibridación. Lávese inmediatamente el tampón de hibridación con un pequeño volumen de tampón de lavado pre-calentado, y la transferencia de la diapositiva en el buffer de lavado restante. </li><li> Coloque el tubo que contiene el tampón de lavado y deslice la espalda en el baño de agua y se incuba a 48 ° C durante 10-15 min. </li><li> Eliminar diapositiva del tubo y echar mano helada ddH 2 O durante 2-3 segundos para eliminar el tampón de lavado residual. </li><li> Deje secar al aire la diapositiva lo más rápido posible (el uso de aire comprimido se recomienda). De secado rápido se reducirá la sonda disociación. </li><li> Diapositivas seco se puede almacenar en la oscuridad a -20 ° C durante varias semanas sin una pérdida significativa de la sonda, confiere señal de fluorescencia. </li></ol> 5. Microscopía <ol><li> Después de FISH y lavado, aply dos gotas de cerca antifadent a los extremos izquierdo y derecho de una diapositiva (rodajas congeladas se debe calentar a temperatura ambiente antes de este paso). </li><li> Coloque una cubierta microscopio de deslizamiento en la parte superior y esperar hasta que el antifadent se ha extendido por toda la diapositiva. Tenga en cuenta que una cantidad excesiva de antifadent puede distorsionar la imagen del microscopio. </li><li> Observar las muestras con un microscopio láser confocal de barrido equipados con filtros adecuados o láser. Se utilizó un Leica TCS unidad (HCX PL APO/63x; NA 1.2). Los datos pueden ser analizados con el software como Imaris o AMIRA. </li><li> Diapositivas integrados en antifadent se puede almacenar a 4 ° C (no congelar) hasta 7 días antes de la sonda, confiere fluorescencia comienza a declinar. Por otra parte, la antifadent se puede quitar con ddH2O, y las diapositivas seco se puede almacenar a -20 ° C durante un período prolongado de tiempo. </li></ol> 6. Los resultados representativos: Raspado del biofilm de aparatos ortodóncicos fijos (Figura 5) los rendimientos de copos adecuado (Figura 6) que puede ser hibridado directamente sobre láminas de vidrio recubierto para microscopía. De esta manera, los diferentes grupos de bacterias orobiome se pueden identificar en sus recursos naturales, entorno tridimensional por rRNA bacteriano etiquetado con diferente marcado con sondas específicas (Figuras 7 y 8). En la figura 7, la biopelícula se tiñeron con EUBmix (verde, todas las bacterias) y LGCmix (amarillo, Firmicutes). Firmicutes aparecen en color verde, ya que estaban manchadas de amarillo y azul. En la Figura 8, la biopelícula se tiñeron con EUBmix (rojo, todas las bacterias), Bac303 (azul, Bacteroidetes) y instituciones de giro postal (amarillo, Porphyromonas gingivalis). Gingivalis se muestra en color blanco amarillento, como las tres sondas se unen a su ADN y la superposición de de los resultados de los colores en una señal de blanco. Las diferencias morfológicas entre los grupos de bacterias también pueden ser identificados (Figuras 9 y 10). Grandes grupos de bacterias cocoides se muestra en la Figura 9, donde la tinción se realizó con EUBmix (verde, todos los bacteria). Diferentes formas de las bacterias orales se visualizaron en la Figura 10, donde las bacterias cocoides y filamentosas se pueden distinguir por la tinción con EUBmix (rojo). Además, una típica seta-como la estructura del biofilm pueden ser procesados ​​a través del modelado 3D de los datos CLSM (Figuras 11 y 12) <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/2967/Film1 Klug Santigli 01_2_JES_Web.mov">Haga clic aquí para ver una película de la modelación 3D.</a> <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig1.jpg" /> Figura 1. Expansor palatino fijo in situ. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig2.jpg" /> Figura 2. Sistema de Nola campo seco. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig3.jpg" /> Figura 3. Pinzas esterilizadas, guantes y una bandeja. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig4.jpg" /> Figura 4. Eliminado de expansión. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig5.jpg" /> Figura 5. Raspado de biofilm con un bisturí estéril. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig6.jpg" /> Escamas de la figura 6. Resina directamente hibridizada en portaobjetos de vidrio recubierto. <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig7.jpg" /> Figura 7 CLSM imagen:. Diferenciación de un grupo de bacterias específicas. Superposición de los datos 2D en 3D CLSM pila. Biofilm teñidas con EUBmix (verde, todas las bacterias) y LGCmix (amarillo, Firmicutes). <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig8.jpg" /> Figura 8 CLSM imagen:. Diferenciación de un grupo de bacterias específicas. Superposición de los datos 2D en 3D CLSM pila. Biofilm teñidas con EUBmix (rojo, todas las bacterias), Bac303 (azul, Bacteroidetes) y instituciones de giro postal (amarillo, Porphyromonas gingivalis). <img alt="Figura 9" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig9.jpg" /> Figura 9 CLSM imagen:. Diferenciación de las morfologías específicas. Superposición de los datos 2D en 3D CLSM pila. Biofilm teñidas con EUBmix (verde, todas las bacterias). Grandes grupos de bacterias cocoides (flechas). <img alt="Figura 10" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig10.jpg" /> . Figura 10 imágenes CLSM: la diferenciación de las morfologías específicas. Superposición de los datos 2D en 3D CLSM pila. Biofilm teñidas con EUBmix (rojo, todas las bacterias). Cocoides (flecha abajo) y bacterias filamentosas (flecha arriba) se pueden distinguir. <img alt="Figura 11" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig11.jpg" /> Figura 11. Estructura de hongos, vistas en 3D desde abajo. Las pilas de copos biofilm (raspado de la superficie de un aparato de ortodoncia), teñidas con EUBmix y procedimientosssed con Imaris (imagen CLSM). <img alt="Figura 11" src="/files/ftp_upload/2967/2967fig11.jpg" /> Figura 12. Estructura de hongos, vista lateral en 3D. Las pilas de copos biofilm (raspado de la superficie de un aparato de ortodoncia) elaborado con Imaris (imagen CLSM). <table border="1"><tbody><tr><td colspan="4"> La hibridación de amortiguación (200 l) </td></tr><tr><td> Concentración de formamida </td><td> 10% </td><td> 20% </td><td> 45% </td></tr><tr><td> 5 M NaCl </td><td> 36 </td><td> 36 </td><td> 36 </td></tr><tr><td> 1 M Tris-HCl </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 2% de SDS </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> FA </td><td> 20 </td><td> 40 </td><td> 90 </td></tr><tr><td><strong&gt; DdH2O </td><td> 138 </td><td> 118 </td><td> 68 </td></tr><tr><td> Cualquier FISH sonda </td><td> 2 </td><td> 2 </td><td> 2 </td></tr></tbody></table> Tabla 1. Componentes de tampón de hibridación (concentraciones en l). <table border="1"><tbody><tr><td colspan="4"> Tampón de lavado (50 ml) </td></tr><tr><td> Concentración de formamida </td><td> 10% </td><td> 20% </td><td> 45% </td></tr><tr><td> 5 M NaCl </td><td> 4500 </td><td> 2150 </td><td> 300 </td></tr><tr><td> 1 M Tris-HCl </td><td> 1000 </td><td> 1000 </td><td> 1000 </td></tr><tr><td> EDTA 0,5 M </td><td> 0 </td><td> 500 </td><td> 500 </td></tr><tr><td> ddH2O </td><td> 44 500 </td><td> 46 350 </td&gt; <td> 48 200 </td></tr></tbody></table> Tabla 2. Constituyentes de tampón de lavado (concentraciones en l). Movie 1. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/2967/Film1 Klug Santigli 01_2_JES_Web.mov">Haga clic aquí para ver la película.</a>

<ol>
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No hay conflictos de interés declarado.

El protocolo descrito en este documento es un enfoque muy práctico a los biofilms tinción recogida de materiales duros. Muestreo y la hibridación son los pasos más críticos. Durante el muestreo, se debe tener cuidado de que las rebanadas de un espesor adecuado se recogen para asegurar que la estructura del biofilm se mantiene intacta. Durante la hibridación, es esencial para evitar las fluctuaciones excesivas de temperatura, evitando así la unión no específica, o pérdida de unión, de las sondas de la etiqueta fluorescente. Este protocolo FISH es un método elegante para teñir biopelícula heterogénea normal directamente en placas de vidrio sin alterar su composición. Las diapositivas se pueden utilizar inmediatamente para microscopia, sin necesidad de mover la muestra una vez más. De esta manera, una mejora con respecto a la tinción de los tubos se consigue por la fuerza a menos de corte que se aplica a la biopelícula. Rodajas de&gt; 50 m de espesor se puede preparar e investigar de esta manera.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<th>Oligonucleotides</th>
			<th>Target organism</th>
			<th>Fluorochrome</th>
		</tr>
		<tr>
			<td>EUB338 - 338III</td>
			<td>Eubacteria</td>
			<td>Cy3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LGC354 A-C</td>
			<td>Firmicutes</td>
			<td>FITC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bac303</td>
			<td>Bacteroidetes</td>
			<td>Cy5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mut590</td>
			<td>Streptococcus mutans</td>
			<td>FITC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>POGI</td>
			<td>Porphyromonas gingivalis</td>
			<td>FITC</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Table 3. Oligonucleotides (refer to probeBase13 for details).
<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<th>Component</th>
			<th>Company</th>
			<th>Comments</th>
		</tr>
		<tr>
			<td>4% paraformaldehyde</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>4% solution in PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 x PBS</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>3 x solution prepared</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ddH2O</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol (100%)</td>
			<td>Merck</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lysozyme</td>
			<td>Roth</td>
			<td>100 mg/ml stock solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formamide</td>
			<td>Roth</td>
			<td>99.5% solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 M NaCl</td>
			<td>Roth</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 M Tris-HCl</td>
			<td>Roth</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2% SDS</td>
			<td>Roth</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FISH probes (oligonucleotides)</td>
			<td>Invitrogen, Sigma</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold antifadent</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nail polish</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<th>Equipment</th>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td>IKA Tez</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 ml tubes</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polysine-coated slides</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Table 4. Materials and equipment.

oral biofilm analysis of palatal expanders by fluorescence in-situ hybridization and confocal laser scanning microscopy

Microscopía de escaneo láser confocal (CLSM) de la biopelícula heterogénea naturales que hoy es facilitado por una amplia gama de técnicas de tinción, siendo uno de ellos hibridación in situ fluorescente (FISH). 1,2 Se realizó un estudio piloto en el que las muestras orales recogidas de biofilm fija aparatos de ortodoncia (expansores del paladar) fueron teñidas por los peces, con el objetivo de evaluar la organización tridimensional del biofilm natural y la acumulación de placa 3,4. PESCADO crea una oportunidad para teñir las células en su ambiente nativo de biofilm por el uso de 16S marcado con fluorescencia rRNA de metas de las sondas. 4-7,19 En comparación con otras técnicas, como el etiquetado de inmunofluorescencia, se trata de una técnica de bajo costo, el etiquetado preciso y sencillo para investigar diferentes grupos de bacterias en el biofilm de consorcios mixtos. 18,20 sondas general se utilizaron que se unen a las eubacterias ( EUB338 + + EUB338II EUB338III; adelante EUBmix), 80-10 Firmicutes (LGC354 AC;. LGCmix en adelante), 9,10 y Bacteroidetes (Bac303) 11 Además, las sondas de unión específico para Streptococcus mutans (MUT590) 12,13 y Porphyromonas gingivalis (institución de giro postal) 13,14 se utilizaron . La extrema dureza de los materiales de la superficie involucrada (de acero inoxidable y resina acrílica) nos obligó a buscar nuevas formas de preparación de la biopelícula. A medida que estos materiales de la superficie no puede ser fácilmente cortado con un cryotome, los distintos métodos de muestreo se analizaron para obtener biofilm bucal intacta. La más viable de estos enfoques se presenta en esta comunicación. Pequeñas escamas de la resina de biofilm de transporte de acrílico se desprendieron con un bisturí estéril, teniendo cuidado de no dañar la estructura del biofilm. Fórceps se utilizan para recoger la biopelícula de las superficies de acero. Una vez recogidas, las muestras fueron fijadas y se coloca directamente en Polysine diapositivas de vidrio recubierto. FISH se realiza directamente en las diapositivas con las sondas de mencionó arriba. Varios protocolos de peces se combinan y modifican para crear un nuevo protocolo que era fácil de manejar. 5,10,14,15 Posteriormente las muestras fueron analizadas por microscopía confocal de barrido láser. Conocido configuraciones 3,4,16,17 puede ser visualizado, incluyendo formaciones de estilo hongo y grupos de bacterias cocoides invadido por los canales. Además, la composición bacteriana de las estructuras típicas de biopelículas se analizaron y crearon imágenes en 2D y 3D.

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Oral Biofilm Analysis of Palatal Expanders by Fluorescence In-Situ Hybridization and Confocal Laser Scanning Microscopy

Se presenta un protocolo para el análisis estructural y de composición del biofilm oral, natural de aparatos de ortodoncia con<em&gt; In situ</emHibridación&gt; (FISH) y la microscopía láser confocal de barrido (CLSM). Muestras orales de biopelículas se obtuvieron de expansores del paladar, el raspado de resina acrílica, copos de su superficie y someterlas a la transformación molecular.

Análisis de biofilm oral del paladar Expansores por fluorescencia de hibridación in situ y microscopía de escaneo láser confocal

Confocal laser scanning microscopy (CLSM) of natural heterogeneous biofilm is today facilitated by a comprehensive range of staining techniques, one of ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Probe-based Confocal Laser Endomicroscopy of the Urinary Tract: The Technique

Basada en sondeos endomicroscopía Láser Confocal del tracto urinario: la técnica

Probe-based  confocal laser endomicroscopy (CLE) is an emerging optical imaging technology  that enables real-time in vivo microscopy of mucosal surfaces ...

Investigación

Medicina

Clinicopathological Analysis of miRNA Expression in Breast Cancer Tissues by Using miRNA In Situ Hybridization

Clinicopathological Analysis of miRNA Expression in Breast Cancer Tissues by Using miRNA In Situ Hybridization

Análisis clínico-patológica de los genes miARN expresión en el cáncer de mama mediante el uso de tejidos miARN<em&gt; In Situ</em&gt; La hibridación

In this article, we describe a detailed protocol for miRNA detection in breast cancer tissue using in situ hybridization with a digoxigenin-labelled LNA ...

Oral Biofilm Sampling for Microbiome Analysis in Healthy Children

Biofilm oral toma de muestras para análisis de microbioma en niños sanos

Oral biofilm and its molecular analysis provide a basis for investigating various dental research and clinical questions. Knowledge of biofilm composition ...

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking (TXL) for Myopia

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking TXL for Myopia

Segunda generación armónica las señales en esclera de conejo como una herramienta para la evaluación del tejido terapéutico Cross-linking (TXL) para la miopía

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy ...

Oral Biofilm Formation on Different Materials for Dental Implants

Formación de Biofilm oral sobre diferentes materiales para implantes dentales

Dental implants and their prosthetic components are prone to bacterial colonization and biofilm formation. The use of materials that provides low ...

Oral Health Assessment by Lay Personnel for Older Adults

Evaluación de salud oral por personal laicos para adultos mayores

Oral health is an often-undervalued contributor to overall health. The literature, however, underscores the myriad of systemic diseases influenced by oral ...

Visualizing Membrane Ruffle Formation using Scanning Electron Microscopy

Visualización de la formación de volantes de membrana mediante microscopía electrónica de barrido

Membrane ruffling is the formation of motile plasma membrane protrusions containing a meshwork of newly polymerized actin filaments. Membrane ruffles may ...

Interphase Fluorescence in situ Hybridization of Bone Marrow Smears of Multiple Myeloma

Interphase Fluorescence in situ Hybridization of Bone Marrow Smears of Multiple Myeloma

Hibridación de fluorescencia in situ interfásica de frotis de médula ósea de mieloma múltiple

Fluorescence in situ hybridization (FISH) detection is an indispensable method in genetic risk stratification in multiple myeloma (MM), which is one of ...

Semi-Automated Planimetric Quantification of Dental Plaque Using an Intraoral Fluorescence Camera

Cuantificación planimétrica semiautomática de placa dental mediante una cámara de fluorescencia intraoral

Dental plaque accumulation is quantified using clinical indices or, otherwise, the planimetric plaque index (PPI),&#160;which measures the relative area ...

Capturing Oral Submucous Fibrosis Tissue Samples for Spatial-Omics Analysis

Isolation of Cells with Morphological and Spatial Information from Oral Submucous Fibrosis Samples by Laser Capture Microdissection

Unlocking the Mysteries of Oral Potential Malignancies (Video) | JoVE

Aislamiento de Células con Información Morfológica y Espacial a partir de Muestras de Fibrosis Submucosa Oral mediante Microdisección por Captura Láser

Oral submucous fibrosis (OSF) is a common type of potentially malignant disorder in the oral cavity. The atrophy of epithelium and fibrosis of the lamina ...