Name: use of artificial sputum medium to test antibiotic efficacy against pseudomonas aeruginosa in conditions more relevant to the cystic fibrosis lung
Uploaded: 2012-06-05T12:00:00
Duration: 7 min 46 s
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私たちは、動物実験、ウェルカム·トラスト（グラント089215）を置き換えるために排他的に健康研究のためのイギリス国立研究所、人道的な研究のための博士Hadwenトラスト、英国有数の医療研究慈善団体の資金調達をサポートする非動物の研究技術を認める。我々はまた、ノバルティスファーマ英国株式会社（無制限の教育助成金）を認める。

<ol>
	<li>Andrews, 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=BSAC+standardized+disc+susceptibility+testing+method+(version+8).">BSAC standardized disc susceptibility testing method (version 8).</a> J. Antimicrob. Chemother. 64, 454-489 (2009).</li><li>Worlitzsch, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+reduced+mucus+oxygen+concentration+in+airway+Pseudomonas+infections+of+cystic+fibrosis+patients.">Effects of reduced mucus oxygen concentration in airway Pseudomonas infections of cystic fibrosis patients.</a> J. Clin. Invest. 109, 317-325 (2002).</li><li>Smith, A. L., Fiel, S. B., Mayer-Hamblett, N., Ramsey, B., Burns, J. 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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+subtype+of+a+Pseudomonas+aeruginosa+cystic+fibrosis+epidemic+strain+exhibits+enhanced+virulence+in+a+murine+model+of+acute+respiratory+infection.">A subtype of a Pseudomonas aeruginosa cystic fibrosis epidemic strain exhibits enhanced virulence in a murine model of acute respiratory infection.</a> J. Infect. Dis. 202, 935-942 (2010).</li></ol>

利害の衝突が宣言されません。

本研究では、P.を複製するためにASMに基づくin vitroモデルで小説を使用CFの肺4内の緑膿菌バイオフィルムの状態。モデルは、抗菌剤の小規模、高スループットのテストのために正常に変更された。 このアッセイの重要な手順は次のとおりです。 <ol><li> ASMメディアや保守性不稔性の一貫した準備。我々は、各コンポーネントは、再現性のある結果を毎回達成するために追加される方法を最適化することに長い時間を捧げてきました。 ASMのろ過が遅いですが、ムチンのコンポーネントを破損する恐れがありオートクレーブ、より好ましい。他の11で示唆したように、これはかなりの選択圧、ドライブの変異を課すプロファージの溶解16を誘導し、大幅に複数の細菌の遺伝子の発現を変更することがありますので、私たちは、抗生物質の添加をお勧めしません。 </li><li>アッセイは、ボリューム入出力に応じて最適化する必要がありますfはASMが使用されます。振とう速度は小さいボリュームのために増加しており、短いフィルムのライフサイクルが観察される。 </li></ol>小規模ASMバイオフィルムモデルの明白なアプリケーションでは、バイオフィルムの抗菌薬感受性（BSMIC 90） ​​のより現実的な判断である。嫌気性および微好気性のニッチは、CFの肺内に存在し、酸素が ​​成熟したバイオフィルム2、17の奥深くに制限されているという証拠がある。ここでは示している10月14日臨床P. ASMでの微好気性条件下ではトブラマイシンに対する感受性の低下- CF患者の喀痰から緑膿菌分離株は、かなり（≥128倍4）を示す。本研究の結果は、トブラマイシンなどの抗生物質が、P.に対してあまり有効であることが示唆された従来の感受性試験の方法によって示されるよりもCFの肺における緑膿菌感染症。これらの結果は、バイオ10の抗菌薬感受性に関する先行研究を反映しています。小スケールASMアッセイは、より良い治療の決定を通知するために意味のある抗生物質感受性データを生成するためのシンプルなハイスループットプラットフォームを提供します。アッセイは、全人口を代表できない場合があり、スクリーニングに拾われ、単一のコロニーで、従来の抗生物質感受性試験と同じ方法で制限されています。しかし、我々は非表面接続されたバイオフィルムの成長と微好気条件（II）を使用して適用されるアプローチは、（i）、明確な代替手段と、既存のメソッドへの潜在的な改善を表していると信じています。我々は、このアッセイはPを勉強するための適切なモデルであると結論緑膿菌のバイオフィルム集団。臨床現場での更なるテストは、抗生物質に対する感受性は、バイオフィルム成長P.に基づいてかどうかを確かめるだろう緑膿菌は、潜在的に改善し、微生物学的および臨床転帰を持つ別の抗生物質の選択肢につながる可能性があります。古典的なバイオフィルムモデルを用いた同様の調査がBSMIC値が生じることが示された抗生物質治療5,17別の勧告に。 抗感染薬の有効性のテストに加えて、ASMシステムは、P.の多様化を理解することを目的としたものと研究のための動物モデルへの格安、簡単かつ再現可能な代替手段を表し、 緑膿菌の集団。我々は、P.の自然集団における広範囲の不均一性を観察した緑膿菌は、CF患者の痰18、19から回収された。同様の表現型および遺伝子型の多様化は、それCF肺疾患の in vitroモデルで魅力的、ASM 4（と私たちの未発表データ）の成長中に観察することができます。 ASMモデルの相対的なシンプルさは、それが簡単に長期の適応実験はP.に抗生物質やその他のストレスの影響を監視することで、例えば、目的とした設計になります緑膿菌の人口発散。さらに、他の細菌性病原体がで成長させることができるASM。たとえば、2007年は、S.によるバイオフィルム形成を研究するためにASM Fouhy ら使用しているmaltophillia 20。

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名前 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td></tr><tr><td>魚の精子からのDNA </td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> 74782 </td></tr><tr><td>ブタ胃、II型からムチン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> M2378 </td></tr><tr><td> L-アラニン</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 102830250 </td></tr><tr><td> L-アルギニン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> A5006 </td></tr><tr><td> L（+） - アスパラギン一水和物</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 175271000 </td></tr><tr><td> L（+） - アスパラギン酸</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 105041000 </td></tr><tr><td> L-システイン</td><td>シグマAdrich </td><td> 168149 </td></tR&gt; <tr><td> L（+） - グルタミン酸</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 156211000 </td></tr><tr><td> L-グルタミン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> G3126 </td></tr><tr><td>グリシン</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 220911000 </td></tr><tr><td> L-ヒスチジン</td><td>シグマAdrich </td><td> H8000 </td></tr><tr><td> L-イソロイシン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> I2752 </td></tr><tr><td> L-ロイシン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> L8000 </td></tr><tr><td> L（+） - リジン一塩酸塩</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 125222500 </td></tr><tr><td> L-メチオニン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> M9625 </td></tr><tr><td> L-フェニルアラニン</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 130310250 </td></tr><tr><td> L-プロリン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> P0380 </td></tr><tr><td> L-セリン</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 132660250 </td></tr><tr><td> L-スレオニン</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 138930250 </td></tr><tr><td> L（ - ）-トリプトファン</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 140590250 </td></tr><tr><td> L-チロシン</td><td>アクロスオーガニック</td><td> 140641000 </td></tr><tr><td> L-バリン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> V0500 </td></tr><tr><td>ジエチレントリアミン五酢酸</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> 32318 </td></tr><tr><td> NaClを</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> S/3160/60 </td></tr><tr><td>塩化カリウム</td><td> BDH </td><td> BDH0258 </td></tr><tr><td&gt; KOH </td><td> BDH </td><td> BDH0262 </td></tr><tr><td>卵黄エマルジョン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> 17148 </td></tr><tr><td> ME 2ダイヤフラム真空ポンプ</td><td> Vacuubrand </td><td> 696126 </td></tr><tr><td> Steritopフィルター（孔径0.22μmの、ネックサイズ：45ミリメートル） </td><td>ミリポア</td><td> SCGPT10RE </td></tr><tr><td>ルリア - ベルターニ培地</td><td>シグマ</td><td> L2897 </td></tr><tr><td> 96ウェルマイクロタイタープレート</td><td>ザルスタット</td><td> 82.1581 </td></tr><tr><td> 24ウェル組織培養処理プレート</td><td>いわき市</td><td> 3820-024 </td></tr><tr><td> CampyGenガス発生パック</td><td>オキソイド</td><td> CN0025 </td></tr><tr><td>微好気性室</td><td>オキソイド</td><td> HP0011 </td></tr><tr><td>トブラマイシン硫酸</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> T1783 </td></tr><tr><td>セルラーゼ、 アスペルギルスニジェールから</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> 22178 </td></tr><tr><td>レザズリン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> 199303 </td></tr><tr><td> Citrate.H 2 0 </td><td> BDH </td><td> BDH0288 </td></tr><tr><td> Fluostarオメガマイクロプレートリーダー</td><td> BMG-LABTECH </td><td> SPECTROstarオメガ</td></tr></tbody></table>

use of artificial sputum medium to test antibiotic efficacy against pseudomonas aeruginosa in conditions more relevant to the cystic fibrosis lung

Pの分離株に適用した場合にin vitroで抗菌薬感受性試験での関連性についての懸念が高まっている嚢胞性線維症（CF）患者から緑膿菌 。既存の方法は好気的及びplanktonically成長した単一または少数の単離に依存しています。所定のカットオフは、細菌が敏感であるか、または任意の抗生物質を1に耐性があるかどうかを定義するために使用されます。しかし、CF、P.の慢性肺感染症の中に緑膿菌の集団は、バイオフィルム内に存在し、環境が2大部分は好気性であるという証拠があります。診断テスト中に肺の中の細菌とそれらの間に条件の厳しい違いは、信頼性、さらにはこれらのテスト3の妥当性に疑問を呼びかけている。 人工痰媒体（ASM）は、アミノ酸、ムチンと遊離DNAを含む、CF患者の痰の成分を含有する培養培地である。P.緑膿菌&lt;自己凝集バイオフィルムの構造と人口発散4,5,6の形成とCFの感染時にASMを模倣し成長に/ em&gt;に成長。本研究の目的は、Pの抗菌薬感受性を検討するためのマイクロタイタープレートアッセイを開発することでした緑膿菌は、微好気性、好気条件の両方に適用可能であるASM、成長に基づいています。 ASMアッセイは、マイクロタイタープレート形式で開発されました。P.は、緑膿菌のバイオフィルムは、24時間ごとに異なる濃度で前の抗菌剤とのインキュベーションの3日間用に開発させた。バイオフィルムの破壊後、細胞生存率はレサズリンで染色することによって測定した。このアッセイは、15種類のPのトブラマイシンの付着細胞の最小発育阻止濃度（SMIC）を確認するために使用された好気性および微好気条件とSMICの値の下で緑膿菌分離株は、標準的な培養液成長で得られたものと比較した。があったしながら、それらのプランクトンと比較すると、ASMで育った菌株の増加MIC値のいくつかの証拠が、最大の違いは、ASM、システム内のトブラマイシンに向かって&gt; 128倍に多くの抵抗の増加を示した微好気性条件でテスト細菌で見つかったとき好気的条件下で行われたアッセイと比較されます。 現在の感受性試験の方法と臨床転帰の間に関連性の欠如は、3つの現在の方法の妥当性を疑問視しています。 in vitroモデルのいくつかは、P.を研究するために以前に使用されている緑膿菌バイオフィルム7、8。 ASMバイオフィルムは、CFの肺9で観察されたもの似ているのに対し、しかしながら、これらの方法は、表面に接続されたバイオフィルムに依存しています。さらに、粘液の減少酸素濃度は、Pの動作を変更することが示されている緑膿菌 2および10抗生物質感受性に影響を与えます。したがって、ボイジャー微好気条件下でのG ASMは、抗菌薬感受性を勉強するのより現実的な環境を提供することがあります。

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Use of Artificial Sputum Medium to Test Antibiotic Efficacy Against Pseudomonas aeruginosa in Conditions More Relevant to the Cystic Fibrosis Lung

現在の診断抗菌薬感受性試験では、栄養豊富な、好気的条件下での分離株のプランクトンの成長に依存しています。ここでは、嚢胞性線維症の肺のより代表的な好気性および微好気性条件の両方の下で緑膿菌バイオフィルムの抗菌薬感受性を検討する別の人工痰媒体を採用しています。

に対する抗生物質の有効性をテストするための人工痰培地の使用<em&gt;緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）</em&gt;肺嚢胞性線維症へのより適切な条件で

There  is growing concern about the relevance of in vitro antimicrobial  susceptibility tests when applied to isolates of P. aeruginosa from  cystic ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Use of Artificial Sputum Medium to Test Antibiotic Efficacy Against Pseudomonas aeruginosa in Conditions More Relevant to the Cystic Fibrosis Lung

Pseudomonas aeruginosa and Saccharomyces cerevisiae Biofilm in Flow Cells

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フローセル内の緑膿菌と出芽酵母のバイオフィルム

Many microbial cells have the ability to form sessile microbial communities defined as biofilms that have altered physiological and pathological ...

RNA Isolation of Pseudomonas aeruginosa Colonizing the Murine Gastrointestinal Tract

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のRNAの単離緑膿菌マウス消化管に定着

Pseudomonas aeruginosa (PA) infections result in significant morbidity and mortality in hosts with compromised immune systems, such as patients with ...

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

長期的な慢性<em&gt;緑膿菌</emマウスにおける&gt;気道感染

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model ...

Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model

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緑膿菌誘発肺傷害モデル

In order to study human acute lung injury and pneumonia, it is important to develop animal models to mimic various pathological features of this disease. ...

A Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or A. baumannii

A Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or  A. baumannii

免疫担当げっ歯類で堅牢な肺炎モデルはに対して抗菌有効性を評価するために<i&gt; S。ニューモニエ</i&gt;、<i&gt; H。インフルエンザ</i&gt;、<i&gt; K。ニューモニエ</i&gt;、<em&gt; P。緑膿菌</em&gt;または<em&gt; A。バウマニ</em

Efficacy of candidate antibacterial treatments must be demonstrated in animal models of infection as part of the discovery and development process, ...

An IL-8 Transiently Transgenized Mouse Model for the In Vivo Long-term Monitoring of Inflammatory Responses

An IL-8 Transiently Transgenized Mouse Model for the In Vivo Long-term Monitoring of Inflammatory Responses

IL-8トランジェントトランスジェニックマウスモデル<em&gt;インビボ</em&gt;炎症反応の長期モニタリング

Airway inflammation is often associated with bacterial infections and represents a major determinant of lung disease. The in vivo determination of the ...

A Method to Test the Efficacy of Handwashing for the Removal of Emerging Infectious Pathogens

発生する感染性病原体の除去のための手洗いの有効性を試験する方法

Handwashing is widely recommended to prevent infectious disease transmission. However, little comparable evidence exists on the efficacy of handwashing ...

Come to the Light Side: In Vivo Monitoring of Pseudomonas aeruginosa Biofilm Infections in Chronic Wounds in a Diabetic Hairless Murine Model

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光側に来る: In Vivo糖尿病ヘアレス マウス モデルにおける慢性創傷における緑膿菌バイオ フィルム感染症の監視

The presence of bacteria as structured biofilms in chronic wounds, especially in diabetic patients, is thought to prevent wound healing and resolution. ...

Overexpression and Purification of Human Cis-prenyltransferase in Escherichia coli

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ヒトの過剰発現と精製<em&gt;シス</em&gt; - プレニルトランスフェラーゼ<em&gt;大腸菌</em

Prenyltransferases (PT) are a group of enzymes that catalyze chain elongation of allylic diphosphate using isopentenyl diphosphate (IPP) via multiple ...

Methods for Detecting Cytotoxic Amyloids Following Infection of Pulmonary Endothelial Cells by Pseudomonas aeruginosa

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検出細胞毒性アミロイド次感染症の肺による内皮細胞緑膿菌法

Patients who survive pneumonia have elevated death rates in the months following hospital discharge. It has been hypothesized that infection of pulmonary ...