Описано в этой рукописи метод называют систему WinCF ^1. Общая цель WinCF заключается в создании экспериментальной установки, способную моделировать среду слизи заполненных бронхиол легкихов. Это позволит для послушной системы для изучения микробных возбудителей заболеваний легких с гиперсекреции слизи фенотипа в том числе муковисцидоз (CF), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), астма и другие. Процедура была разработана специально для изучения CF, который характеризуется мутациями , которые вызывают выделения легких , чтобы стать толстыми и трудно очистить, в конце концов заполнение бронхиолы и другие небольшие проходов со слизью ^2. Такие закупорки в легких не препятствуют газообмена , потому что вдыхаемый воздух больше не в состоянии достигнуть многих альвеол , а также обеспечивают среду обитания для бактериальной колонизации ^{3, 4.} Невозможность предотвратить рост микробов вЧрезмерная легкая слизь в конечном итоге приводит к развитию сложных хронических инфекций дыхательных путей. Эти сообщества содержат множество организмов, включая вирусы, грибы и бактерии, такие как Pseudomonas aeruginosa , все взаимодействующие друг с другом ^{5 , 6 , 7 , 8} . Считается, что активность микробиома легкого МВ участвует во вспышках симптомов, называемых обострениями легких ^{1 , 9 , 10 , 11} . WinCF позволяет изучать поведение микробного сообщества вокруг этих обострений и в настоящее время расширяется, чтобы выступать в качестве базовой экспериментальной системы для изучения микробной экологии легких. Традиционно обострения изучались путем прямого анализа проб, взятых из легких. Много смешающих факторов делают прямой анализ микробного behavior в легкой сложном, с системой WinCF, многие из этих факторов удаляются и поведение микробиома легких может быть изучено более непосредственно, что позволяет более тонкого анализ бактериальной активности в слизи пробок бронхиолы.

Система WinCF обеспечивает способ расти и анализировать бактерии таким образом, что эффективно имитирует среду легких. Традиционные методы выращивания бактерий легкой часто вовлеченные образцы культивирования на традиционных чашках с агаром. Эти методы оставляют образцы открытыми для атмосферного кислорода, пренебрегая для учета гипоксических и часто бескислородных условий в бронхиолах легких , подключенных со слизью ^{12, 13.} Культивирование на агаре в аэробных условиях не что иное, как среды CF легких и может ввести в заблуждение врачей и исследователей относительно поведения патогенов, которые они пытаются лечить. Кроме того, питательные вещества, доступные для бактерий на чашкахОтличаются от имеющихся в фактической мокроте, которая учитывается в WinCF за счет использования искусственной мокроты (ASM). Как показывают культуры Pseudomonas у Sriramulu et al. ¹⁴ , ASM включает в себя определенный набор компонентов, который имитирует ресурсы, доступные для микробов мокроты, а также повторяет физическую консистенцию мокроты. Поскольку у больного легкого есть специфический микробиома, изучение таких микроорганизмов в идеале должно происходить и в специфических условиях легкого.

Система WinCF позволяет быстро анализировать и легко манипулировать условиями эксперимента, чтобы наблюдать микробные изменения, похожие на то, как они происходят в фактическом бронхиоле легких. Эта методика позволяет инокулировать несметное число родственных типов образцов, включая мокроту, слюну, другие секреты тела и чистые или смешанные бактериальные культуры. Характер экспериментальной установки позволяет сразу визуально интерпретироватьмикробное поведение сообщества и предназначено для того, чтобы легко наносить вниз по течению от множества микробиологических и omics процедур. Такие исследования имеют важное значение, потому что бактериальные изменения состава сообщества на основе физико-химических условий окружающей их среды. С WinCF химических условий в средствах массовой информации можно манипулировать, чтобы проанализировать влияние на бактериальной активности. Так, например, кислотность в средствах массовой информации может быть изменена перед посевом с образцом. После инкубации бактериальной активности в каждой из этих условий можно непосредственно сравнивать, и могут быть сделаны выводы о том, как бактерии в этих образцах мокроты ведут в ответ на изменения рН. Здесь мы опишем порядок применения системы WinCF и примеры того, как химия СМИ можно манипулировать, чтобы изучить воздействие на микробиомом легких.