Name: multiplex detection of bacteria in complex clinical and environmental samples using oligonucleotide-coupled fluorescent microspheres
Uploaded: 2011-10-23T14:00:00
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Agradecemos a Alberto Severini e Vanessa Goleski para ajudar no desenvolvimento de ensaios e comentários críticos sobre este manuscrito. Este trabalho foi financiado pela Agência Canadense de Saúde Pública e do Programa de Assistência de Pesquisa Industrial (National Research Council of Canada). Apoio adicional foi obtida a partir da Universidade de Saskatchewan Fundo de Publicação.

Este método foi utilizado na pesquisa, publicada na Dumonceaux et al. J. Clin. . Microbiol 47, 4067-4077, doi: 10.1128/jcm.00112-09 (2009). Um diagrama esquemático representando o processo geral é apresentado na Figura 1. 1. Talão de acoplamento Este descreve os métodos a serem utilizados para o acoplamento de sondas de oligonucleotídeos esferas de poliestireno Luminex (ver Tabela 2). Volumes são adaptados ligeiramente p...

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	<li>Hale, L. P., Swidsinski, A., Mendling, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacteria+associated+with+bacterial+vaginosis.">Bacteria associated with bacterial vaginosis.</a> N. Engl. J. Med. 354, 202-203 (2006).</li><li>Hay, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+in+the+littoral+zone:+lactobacilli+losing+the+plot.">Life in the littoral zone: lactobacilli losing the plot.</a> Sex. Transm. Infect. 81, 100-102 (2005).</li><li>Morris, M., Nicoll, A., Simms, I., Wilson, J., Catchpole, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+vaginosis:+a+public+health+review.">Bacterial vaginosis: a public health review.</a> Brit. J. Obstet. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+of+diagnosing+bacterial+vaginosis+is+improved+by+a+standardized+method+of+gram+stain+interpretation.">Reliability of diagnosing bacterial vaginosis is improved by a standardized method of gram stain interpretation.</a> J. Clin. Microbiol. 29, 297-301 (1991).</li><li>Ison, C. A., Hay, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+a+simplified+grading+of+Gram+stained+vaginal+smears+for+use+in+genitourinary+medicine+clinics.">Validation of a simplified grading of Gram stained vaginal smears for use in genitourinary medicine clinics.</a> Sex. Transm. Infect. 78, 413-415 (2002).</li><li>Money, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+laboratory+diagnosis+of+bacterial+vaginosis.">The laboratory diagnosis of bacterial vaginosis.</a> Can. J. Infect. Dis. Med. Microbiol. 16, 77-79 (2005).</li><li>Schellenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pyrosequencing+of+the+chaperonin-60+universal+target+as+a+tool+for+determining+microbial+community+composition.">Pyrosequencing of the chaperonin-60 universal target as a tool for determining microbial community composition.</a> Appl. Environ. Microbiol. 75, 2889-2898 (2009).</li><li>Spear, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+diversity+of+the+vaginal+microbiota+in+HIV-infected+and+HIV-uninfected+women+with+or+without+bacterial+vaginosis.">Comparison of the diversity of the vaginal microbiota in HIV-infected and HIV-uninfected women with or without bacterial vaginosis.</a> J. Infect. Dis. 198, 1131-1140 (2008).</li><li>Brotman, R. M., Ravel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ready+or+not:+the+molecular+diagnosis+of+bacterial+vaginosis.">Ready or not: the molecular diagnosis of bacterial vaginosis.</a> Clin. Infect. Dis. 47, 44-46 (2008).</li><li>Fredricks, D. N., Fiedler, T. L., Marrazzo, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+identification+of+bacteria+associated+with+bacterial+vaginosis.">Molecular identification of bacteria associated with bacterial vaginosis.</a> N. Engl. J. Med. 353, 1899-1911 (2005).</li><li>Dumonceaux, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+detection+of+bacteria+associated+with+normal+microbiota+and+with+bacterial+vaginosis+in+vaginal+swabs+by+use+of+oligonucleotide-coupled+fluorescent+microspheres.">Multiplex detection of bacteria associated with normal microbiota and with bacterial vaginosis in vaginal swabs by use of oligonucleotide-coupled fluorescent microspheres.</a> J. Clin. Microbiol. 47, 4067-4077 (2009).</li><li>Molenkamp, R., van der Ham, A., Schinkel, J., Beld, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+detection+of+five+different+DNA+targets+by+real-time+Taqman+PCR+using+the+Roche+LightCycler480:+Application+in+viral+molecular+diagnostics.">Simultaneous detection of five different DNA targets by real-time Taqman PCR using the Roche LightCycler480: Application in viral molecular diagnostics.</a> J. Virol. Meth. 141, 205-211 (2007).</li><li>Nikiforov, T. T., Rendle, R. B., Kotewicz, M. L., Rogers, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+phosphorothioate+primers+and+exonuclease+hydrolysis+for+the+preparation+of+single-stranded+PCR+products+and+their+detection+by+solid-phase+hybridization.">The use of phosphorothioate primers and exonuclease hydrolysis for the preparation of single-stranded PCR products and their detection by solid-phase hybridization.</a> PCR. Methods. Appl. 3, 285-291 (1994).</li><li>Hill, J. E., Penny, S. L., Crowell, K. G., Goh, S. H., Hemmingsen, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=cpnDB:+A+Chaperonin+Sequence+Database.">cpnDB: A Chaperonin Sequence Database.</a> Genome. Res. 14, 1669-1675 (2004).</li><li>Bradshaw, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+association+of+Atopobium+vaginae+and+Gardnerella+vaginalis+with+bacterial+vaginosis+and+recurrence+after+oral+metronidazole+therapy.">The association of Atopobium vaginae and Gardnerella vaginalis with bacterial vaginosis and recurrence after oral metronidazole therapy.</a> J. Infect. Dis. 194, 828-836 (2006).</li><li>Dumonceaux, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enumeration+of+specific+bacterial+populations+in+complex+intestinal+communities+using+quantitative+PCR+based+on+the+chaperonin-60+target.">Enumeration of specific bacterial populations in complex intestinal communities using quantitative PCR based on the chaperonin-60 target.</a> J. Microbiol. Meth. 64, 46-62 (2006).</li></ol>

A especificidade da geração do sinal é de fundamental importância, você deve estar confiante de que o sinal observado reflecte verdadeiramente a detecção de amplicon gerado a partir desse organismo. Software, tais como PrimerPlex (Premier Biosoft) pode ajudar a projetar as sondas que hibridizam de forma eficiente, mas eles podem ou não podem cruzar-hibridizar espécies não-alvo. Quando primers universais PCR são utilizados, como descrito neste protocolo, é importante ter em mente que o amplicon gerado represe...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome oligonucleotídeo </td><td> Companhia </td><td> Sequência 1 </td></tr><tr><td> H279BP </td><td rowspan="3"> Invitrogen, IDT, ou outros </td><td> Biotina-OEFO GAIIIIGCIGGIGAYGGIACIACIAC </td></tr><tr><td> H280 </td><td> YKIYKITCICCRAAICCIGGIGCYTT </td></tr><tr><td> H1612BP </td><td> Biotina-OEFO GAIIIIGCIGGYGACGGYACSACSAC </td></tr><tr><td> H1613 </td><td></td><td> CGRCGRTCRCCGAAGCCSGGIGCCTT </td></tr><tr><td colspan="3"> 1O, fosforotioato-C, E, fosforotioato-G, F, fosforotioato-A; I, inosina, Y, C ou T; R, A ou G, K, T ou G, S, C ou G. </td></tr></tbody></table> Tabela 1. Seqüências de oligonucleotídeos modificados para o universal cpn60 PCR. <table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente</td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários </td></tr><tr><td> 1-etil-3-(3-dimethylamiopropyl) carbodiimida HCl (EDC) </td><td> Perfurar </td><td> 22980 </td><td></td></tr><tr><td> Fluorescentes esferas de poliestireno: Microplex microesferas (Luminex), ou Bio-Plex COOH Bead (Bio-Rad) </td><td> Luminex ou Bio-Rad </td><td> Bio-Rad: 171-506xxx onde xxx corresponde ao identificador de talão </td><td> Esferas magnéticas estão se tornando disponíveis para o acoplamento de oligonucleotídeos e podem oferecer algumas vantagens. Que não tenham sido julgados por esses autores. </td></tr><tr><td> Oligonucleotídeos de captura (5 &#39;amino C12 modificados) </td><td> Invitrogen, IDT, ou outros </td><td> vários </td><td> Grau de pureza dessalinizada é aceitável. Seqüências das sondas de captura usado para caracterizar swabs vaginal são fornecidos no manuscrito em que este protocolo é baseado em 13. </td></tr><tr><td> T7exonuclease </td><td> New England Biolabs </td><td> M0263S </td><td></td></tr><tr><td> Estreptavidina-R-ficoeritrina (SA-PE) </td><td> Invitrogen </td><td> S-866 </td><td> Tenha o cuidado de obter alta pureza SA-PE, este número de catálogo é recomendado </td></tr><tr><td> Thermowell 96 placas bem PCR </td><td> Pescador </td><td> CS006509 </td><td> se encaixam em ambos os termociclador de 96 poços e máquina BioPlex </td></tr><tr><td> Thermowell vedação mat </td><td> Pescador </td><td> CS006555 </td><td> Pode ser re-utilizados; lavar com água e sabão, enxágüe bem e seque </td></tr><tr><td> TMAC 5M </td><td> Sigma </td><td> T3411 </td><td></td></tr><tr><td> Bio-Plex ou Luminex instrumento </td><td> Bio-Rad ou Luminex </td><td> Bio-Rad: 171-000201 </td><td></td></tr><tr><td> PrimerPlex software para o projeto da sonda </td><td> Premier Biosoft </td><td> www.premierbiosoft.com </td><td> Sugerido para Luminex sonda desinal, apesar de outras plataformas de software pode ser usado </td></tr></tbody></table> Tabela 2. Reagentes específicos e equipamentos. <table border="1"><tbody><tr><td> componente </td><td> mL / ensaio </td><td> ensaios μl/100 </td><td> concentração final </td></tr><tr><td> 10x PCR buffer (Invitrogen) </td><td> 5 </td><td> 500 </td><td> 1x </td></tr><tr><td> 50 mM MgCl 2 (Invitrogen) </td><td> 2,5 </td><td> 250 </td><td> 2,5 mM </td></tr><tr><td> 10 mM dNTP </td><td> 1 </td><td> 100 </td><td> 0,2 mM de cada </td></tr><tr><td> H279BP, 25 mM </td><td> 0,25 </td><td> 25 </td><td> 375 nM </td></tr><tr><td> H1612BP, 25 mM </td><td> 0,75 </td><td> 75 </td><td> 125 nM </td></tr><tr><td> H280, 25 mM </td><td> 0,25 </td><td> 25 </td><td> 375 nM </td></tr><tr><td> H1613,25 mM </td><td> 0,75 </td><td> 75 </td><td> 125 nM </td></tr><tr><td> Água </td><td> 34 </td><td> 3400 </td><td> --- </td></tr><tr><td> Totais </td><td> 44,5 </td><td> 4450 </td><td></td></tr></tbody></table> Tabela 3. Sugerida misturas de PCR com primers modificada cpn60 UT (Tabela 1). O ensaio está configurado para 5 mL de DNA modelo e 0,5 mL (2.5U) de Taq DNA polimerase (Invitrogen). Normalmente, grandes volumes são preparados (por exemplo, suficiente para 100 testes) e armazenadas a -20 ° C.

multiplex detection of bacteria in complex clinical and environmental samples using oligonucleotide-coupled fluorescent microspheres

Vaginose bacteriana (BV) é uma síndrome recorrente polimicrobiana que se caracteriza por uma mudança na microbiota &quot;normal&quot; de Lactobacillus dominado a uma microbiota dominado por um número de espécies de bactérias, incluindo Gardnerella vaginalis, Atopobium vaginae, e outros 1-3. Esta condição está associada com uma série de resultados negativos de saúde, incluindo HIV aquisição 4, e pode ser difícil de gerir clinicamente 5. Além disso, o diagnóstico de BV tem contado com o uso de manchas Gram de esfregaço de swab vaginal que são pontuados em vários critérios numéricos 6,7. Embora este diagnóstico é simples, barato e bem adequado para ambientes de recursos limitados, que podem sofrer de problemas relacionados com interpretações subjetivas e não dar um perfil detalhado da composição da microbiota vaginal 8. Recentes esforços de seqüenciamento de profundidade revelaram uma rica, diversificada microbiota vaginal comdiferenças claras entre as amostras retiradas de indivíduos que são diagnosticados com BV em comparação com aqueles indivíduos que são considerados normais 9,10, o que resultou na identificação de um número de alvos potenciais para o diagnóstico molecular da BV 11,12. Esses estudos têm fornecido uma riqueza de informação útil, mas seqüenciamento profunda ainda não é prática como um método de diagnóstico em um ambiente clínico. Recentemente, descreveu um método para rapidamente perfil da microbiota vaginal em um formato multiplex usando oligonucleotídeos-coupled partículas fluorescentes com detecção em uma plataforma Luminex 13. Este método, como o atual Gram métodos baseados, é rápido e simples, mas acrescenta a vantagem adicional de explorar os conhecimentos moleculares decorrentes de estudos de seqüenciamento no projeto da sonda. Este método, portanto, fornece uma maneira de perfil dos microorganismos mais importantes que estão presentes em um swab vaginal que podem ser usadas para diagnosticar BV, com alta especificidade e sensibilidade compared para Gram, fornecendo informações adicionais sobre a presença e abundância de espécies de uma forma semi-quantitativa e rápida. Este método multiplex é expansível bem além do alcance dos atuais ensaios de PCR quantitativo para os organismos particular, que é actualmente limitado a 5 ou 6 ensaios diferentes em uma única amostra 14. Importante, o método não se limita à detecção de bactérias em swabs vaginal e pode ser facilmente adaptado para rapidamente perfil quase qualquer comunidade microbiana de interesse. Por exemplo, temos recentemente começaram a aplicar esta metodologia para o desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico para uso em estações de tratamento de águas residuais.

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Multiplex Detection of Bacteria in Complex Clinical and Environmental Samples using Oligonucleotide-coupled Fluorescent Microspheres

Nós descrevemos um método multiplex para a detecção de microorganismos em uma amostra usando oligonucleotídeos-coupled partículas fluorescentes. Amplicon de todos os organismos dentro de uma amostra é hibridizada com um painel de sonda acoplada contas. Um instrumento Luminex ou Bio-Plex é usado para consultar cada grânulo para o tipo de grânulo e sinal de hibridização.

Detecção de multiplex de bactérias em amostras clínicas e Complexo Ambiental utilizando Oligonucleotídeos-coupled microesferas fluorescentes

Bacterial vaginosis (BV) is a recurring polymicrobial syndrome that is characterized by a change in the "normal" microbiota from Lactobacillus-dominated ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Using a Pan-Viral Microarray Assay (Virochip) to Screen Clinical Samples for Viral Pathogens

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Usando um ensaio Microarray Pan-Viral (Virochip) para Tela de amostras clínicas para patógenos virais

The diagnosis of viral causes of many infectious diseases is difficult due to the inherent sequence diversity of viruses as well as the ongoing emergence ...

Imunologia e Infecção

Use of Fluorescent Immuno-Chemistry for the detection of Edwardsiella ictaluri in channel catfish (I. punctatus) samples

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Uso de fluorescentes Imuno-Química para a detecção de Edwardsiella ictaluri Em bagre do canal ( I. punctatus) Amostras

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three decades ago 1,2, so far, to ...

Determining the Phagocytic Activity of Clinical Antibody Samples

Determinação da atividade fagocítica de amostras de anticorpos Clínica

Antibody-driven phagocytosis is induced via the engagement of Fc receptors on professional phagocytes, and can contribute to both clearance as well as ...

Detection of Bacteria Using Fluorogenic DNAzymes

Detecção de bactérias utilizando DNAzymes fluorogénicas

Outbreaks linked to food-borne and hospital-acquired pathogens account for millions of deaths and hospitalizations as well as colossal economic losses ...

Rapid Identification of Gram Negative Bacteria from Blood Culture Broth Using MALDI-TOF Mass Spectrometry

Rápida identificação de bactérias gram-negativas de Sangue Cultura Caldo Usando MALDI-TOF Espectrometria de Massa

An important role of the clinical microbiology laboratory is to provide rapid identification of bacteria causing bloodstream infection. Traditional ...

In Situ Detection of Autoreactive CD4 T Cells in Brain and Heart Using Major Histocompatibility Complex Class II Dextramers

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A detecção in situ de células T CD4 autoreactive em Cérebro e Coração Usando principal de histocompatibilidade Dextramers classe II

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A detecção in situ de bactérias dentro dos tecidos de parafina-encaixados Usando um marcado com Digoxina DNA Probe Segmentação 16S rRNA

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A Rapid Strategy for the Isolation of New Faustoviruses from Environmental Samples Using Vermamoeba vermiformis

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The isolation of giant viruses is of great interest in this new era of virology, especially since these giant viruses are related to protists. Giant ...

Developing a Salivary Antibody Multiplex Immunoassay to Measure Human Exposure to Environmental Pathogens

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Método agitador magnético para Detecção de<em&gt; Trichinella</em&gt; As larvas em amostras de músculo

Trichinellosis is a debilitating disease in humans and is caused by the consumption of raw or undercooked meat of animals infected with the nematode ...