Indagare gli effetti dei probiotici sul pneumococcico colonizzazione utilizzo di un<em> In Vitro</em> Aderenza Assay
Summary
In vitro aderenza possono essere utilizzati per studiare l'attaccamento di Streptococcus pneumoniae di monostrati di cellule epiteliali e di indagare potenziali interventi quali l'uso di probiotici per inibire la colonizzazione pneumococcica.
Abstract
L'aderenza di Streptococcus pneumoniae (pneumococco) al rivestimento epiteliale del rinofaringe può provocare colonizzazione ed è considerato un prerequisito per infezioni pneumococciche quali polmonite e otite media. Saggi in vitro di aderenza possono essere utilizzati per studiare l'attaccamento di pneumococchi a cellule epiteliali monostrati e di indagare potenziali interventi, come l'uso di probiotici, per inibire la colonizzazione pneumococcica. Il protocollo qui descritto viene usato per studiare gli effetti della salivarius Streptococcus probiotico dall'adesione dei pneumococchi alla linea cellulare epiteliale umano CCL-23 (talvolta indicato come cellule HEp-2). Il test prevede tre fasi principali: 1) la preparazione delle cellule epiteliali e batteriche, 2) l'aggiunta di batteri per monostrati di cellule epiteliali, e 3) individuazione di pneumococchi aderenti da conte vitali (diluizione seriale e placcatura) o quantitativa real-time PCR (qPCR ). Questo technique è relativamente semplice e non richiede attrezzature specializzate diverso da una configurazione coltura tissutale. Il test può essere usato per testare altre specie probiotiche e / o potenziali inibitori di colonizzazione da pneumococco e può essere facilmente modificato per affrontare altre questioni scientifiche riguardanti l'adesione pneumococcica e l'invasione.
Introduction
Streptococcus pneumoniae (pneumococco) è un batterio Gram-positivi che possono causare infezioni, tra cui la polmonite, otite media, e la meningite. E 'una delle principali cause di malattia nei bambini nei paesi a basso reddito e responsabile di circa 800.000 decessi di bambini sotto i cinque anni ogni anno 1. Pneumococchi sono spesso effettuato nel nasofaringe dei bambini. Sebbene questa colonizzazione è generalmente considerato asintomatica, precede infezione pneumococcica e funge da serbatoio per i batteri in popolazioni umane 2. Vaccinazione pneumococcico coniugato riduce efficacemente il trasporto dei sierotipi contenuti nel vaccino. Tuttavia, ci sono più di 90 sierotipi di pneumococco, e la vaccinazione può portare alla sostituzione sierotipo, per cui l'eliminazione dei sierotipi del vaccino è seguita da un aumento della carrozza e malattia causata da sierotipi non vaccinali 3. Inoltre, in alcune popolazioni ad alto rischio, pneumococcocolonizzazione si verifica spesso molto presto nella vita, prima della somministrazione della prima dose di vaccino di 4,5. Recentemente, l'uso di probiotici è stata proposta come una strategia aggiuntiva per inibire pneumococcica colonizzazione 6,7. Saggi in vitro di aderenza sono stati utilizzati per esaminare l'adesione pneumococcica 8,9. Questi test sono stati adattati per studiare l'impatto del probiotico Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) sull'adesione pneumococcica 10.
Oltre a LGG e altri batteri lattici, Streptococcus salivarius, residente comune della cavità orale, è stato studiato come potenziale probiotico per le vie respiratorie a causa della sua potenziale colonizzazione e capacità di inibire pneumococchi e altri patogeni respiratori in vitro 11 – 13. Il protocollo presentato qui descrive un test aderenza utilizzato per studiare gli effetti di S. salivarius K12 sul rispetto pneumococcoalla linea cellulare epiteliale umano CCL-23. Prima di usare nel saggio, isolati pneumococco sono stati valutati per le capacità di aderenza, come la crescita e le proprietà di aderenza può variare notevolmente tra gli isolati 10,14. Curve di crescita di pneumococchi e S. salivarius sono stati eseguiti per determinare fase mid-log e concentrazione stima (unità formanti colonie o CFU / ml) di densità ottica (OD, Figura 1). Si raccomanda di esaminare crescita conteggio e OD valida per ogni isolato prima dell'uso nel saggio. Questa analisi può essere eseguita in qualsiasi laboratorio con impianti di coltura di tessuti standard e attrezzature. In questo protocollo, gli effetti di tre dosi di S. salivarius somministrato 1 ora prima dell'aggiunta di pneumococchi sull'aderenza di S. pneumoniae PMP843, un sierotipo 19F carrozza isolato derivata da un tampone nasofaringeo, sono esaminati. Due modi diversi di quantificare pneumococchi aderenti sono presentati: placcatura su agar sangue per scoraggiareil mio conte vitali, e l'estrazione del DNA e la rilevazione del pneumococco LYTA gene da qPCR 15. Il protocollo di base saggio aderenza può essere facilmente modificato per testare diverse dosi o tempo di somministrazione di probiotici e può essere utilizzato anche con altri ceppi batterici o specie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Una parte critica di questo saggio è l'aggiunta concentrazioni appropriate di S. salivarius e pneumococchi nelle sezioni 3.1.7 e 3.1.12. Le concentrazioni sono stimate utilizzando le letture di OD, ma l'inoculo esatto non sono determinati fino piastre vengono conteggiati il giorno seguente. Per questo motivo, si consiglia di eseguire curve di crescita per misurare OD e conta vitali (CFU / ml) nel tempo per tutti i ceppi batterici utilizzati nel test per identificare la fase di mid-log e assistere…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da un finanziamento della Murdoch Childrens Research Institute e Operational Support Program infrastrutture del Governo del Victoria.
Materials
| Minimum Essential Media (MEM) | Thermo Fisher Scientific | SH30244.01 | ||
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Thermo Fisher Scientific | SH30084.03 | ||
| T-75 Flask | Nunc | 156472 | ||
| CCL-23 cells | ATCC | CCL-23 | ||
| Trypsin | Life Technologies | 15090046 | ||
| 24-well cell culture plate | Nunc | 142475 | ||
| Horse blood agar (HBA) plates | Oxoid | PP2001 | Sheep blood agar plates also acceptable | |
| Todd-Hewitt Broth | Oxoid | CM0189 | ||
| Yeast Extract | Beckton Dickinson | 212750 | ||
| Digitonin | Sigma-Aldrich | D141-100MG | ||
| Disposable cuvettes | Kartell | 1938 | ||
| Heparin | Pfizer | 2112105 | comes in sterile ampules at 5,000IU/5mL | |
| sterile spreader | Technoplas | S10805050 | alternatively, a glass spreader can be dipped in 96% ethanol and flame sterilized before each use | |
| Lysozyme | Sigma-Aldrich | L6876 | ||
| Mutanolysin | Sigma-Aldrich | M9901 | ||
| Proteinase K | Qiagen | 19133 | ||
| SDS 20% solution | Ambion | AM9820 | ||
| RNase A | Qiagen | 19101 | ||
| QIAamp DNA mini-kit (250) | Qiagen | 51306 | ||
| LytA F primer | Sigma-Aldrich | Custom made | 5' -> 3' sequence ACGCAATCTAGCAGATGAAGCA | |
| LytA R primer | Sigma-Aldrich | Custom made | 5' -> 3' sequence TCGTGCGTTTTAATTCCAGCT | |
| LytA probe | Eurogentec | Custom made | 5' -> 3' sequence Cy5-TGCCGAAAACGCTTGATACAGGGAG-BHQ3, alternative fluorophores can be used | |
| Nuclease free water | Ambion | AM9906 | ||
| Brilliant III Ultra Fast QPCR mastermix | Agilent Technologies | 600880 | ||
| Thermo-Fast 96 Detection plate | Thermo Fisher Scientific | AB-1100 | ||
| Ultra clear qPCR cap strips | Thermo Fisher Scientific | AB-0866 | ||
| Mx3005 QPCR System | Agilent Technologies | 401449 | ||
| * alternative sources are available for most/all products listed | ||||
References
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