Scoperta di nuovi agenti patogeni intracellulari da amoebal co-coltura e approcci amoebal arricchimento
Summary
Coculture amoebal è un sistema di coltura cellulare usando amebe aderente a crescere selettivamente patogeni intracellulari in grado di resistere fagociti come amebe e macrofagi. Rappresenta quindi uno strumento chiave per scoprire nuovi agenti infettivi. Arricchimento amoebal permette la scoperta di nuove specie amoebal e dei loro specifici batteri intracellulari.
Abstract
Patogeni intracellulari come la legionella, micobatteri e organismi Chlamydia simili sono difficili da isolare perché spesso crescono poco o per niente su terreni selettivi che di solito vengono utilizzati per coltivare i batteri. Per questo motivo, molti di questi agenti patogeni sono state scoperte solo recentemente o seguente focolai importanti. Questi agenti patogeni sono spesso associati con amebe, che servono come cellula ospite e consentire la sopravvivenza e la crescita dei batteri. Intendiamo qui per fornire una dimostrazione di due tecniche che permettono l'isolamento e la caratterizzazione dei patogeni intracellulari presenti in campioni clinici e ambientali: la co-coltura amoebal e l'arricchimento amoebal. Coculture amoebal permette il recupero di batteri intracellulari inoculando campione indagato su un prato amoebal che può essere infettato e lisate dai batteri intracellulari presenti nel campione. Arricchimento amoebal permette il recupero di amebe presente in un campione clinico o ambientale. Thsi può portare alla scoperta di nuove specie amoebal ma anche di nuovi batteri intracellulari che crescono in particolare in queste amebe. Insieme, queste due tecniche aiutano a scoprire nuovi batteri intracellulari in grado di crescere in amebe. A causa della loro capacità di infettare amebe e resistere fagocitosi, questi batteri intracellulari potrebbero anche sfuggire fagocitosi da parte dei macrofagi e quindi, per essere patogeni eucarioti superiori.
Introduction
Prima dell'avvento di diagnosi molecolare, microrganismi presenti in nicchie ambientali o in campioni clinici sono stati spesso individuati da loro coltivazione su diversi terreni selettivi, soprattutto su agar in piastre di Petri. Il fenotipo delle colonie batteriche e la loro attività metabolica quindi lasciata classificazione batterica a livello di specie. Brodo può essere anche usato per aumentare la sensibilità del rilevamento. Tuttavia, entrambe le tecniche non consentono il recupero di batteri che crescono lentamente o per niente su questi terreni. Questo è il motivo per cui gli approcci molecolari sono così ampiamente utilizzati al giorno d'oggi. Tuttavia, il rilevamento del DNA fornisce alcun indizio sulla vitalità dei batteri. Inoltre, contrariamente alla cultura, approcci molecolari non comportino un ceppo che può essere ulteriormente caratterizzato.
Studiare gli agenti patogeni che crescono male su terreni solidi o che le cellule hanno bisogno per crescere è complicato. La maggior parte di questi "difficile da coltivare" i batteri sono intr esigentibatteri acellulare, spesso scoperti e caratterizzati seguente grandi epidemie come era il caso di Legionella pneumophila. Questo batterio è stato caratterizzato in seguito ad un'epidemia che si è verificato nel corso di un convegno American Legion. Ben 182 persone sono state infettate e 29 morti a causa di una grave polmonite 1,2. E 'stato poi dimostrato che le amebe erano i padroni di casa naturali di questo batterio e che la loro presenza nelle reti albergo di sistema di aria condizionata e acqua è stata all'origine dello scoppio della malattia, la cosiddetta del legionario 3.
Amebe sono presenti in tutto il mondo e sono stati isolati dal suolo, l'aria, l'acqua e la mucosa nasale di volontari umani (recensiti 4). Queste amebe "vita libera" sono generalmente dividendo autonomamente nell'ambiente, ma può occasionalmente invadere padroni di casa permissive 5. Mangimi amebe su vari microrganismi attraverso la fagocitosi e la successiva digestione lisosomiale da hydrolases 6. Molti batteri intracellulari facoltativi o di obbligare sono in grado di resistere digestione e infettare e dividere in amebe come per esempio batteri o micobatteri Legionella, Chlamydia correlati (recensito in 7 e 8) così. Amebe a vita libera probabilmente rappresentano un importante bacino potenziale di batteri intracellulari che non sono ancora stati scoperti. Ciò ha portato il nostro gruppo ad attuare a Losanna due tecniche principali, chiamati co-coltura amoebal e arricchimento amoebal, che ha permesso di isolare i diversi gruppi diversi nuovi microrganismi intracellulari obbligati da vari campioni ambientali 9-15.
Poiché amebe sono fagociti professionali pascolo su batteri, un batterio in grado di resistere fagocitosi e di crescere all'interno di questi protisti potrebbe anche colonizzare fagociti umani ed essere patogeni verso gli esseri umani. Questo è stato parzialmente dimostrata per alcuni batteri Chlamydia-correlati, come Waddlia chondrophila. W. chondrophila può crescere non solo in amebe ma anche in diversi tipi cellulari quali cellule di mammifero epiteliali, macrofagi e linee cellulari di pesce 16-18. La co-coltura amoebal appare rilevante anche per la rilevazione di batteri intracellulari in campioni clinici 19,20, compresi sgabelli che sono fortemente contaminati da diverse specie batteriche 21.
Qui si descrivono le fasi principali di co-coltura amoebal e arricchimento amoebal, tra cui (a) il trattamento di campioni ambientali o cliniche; (b) la crescita di amebe su supporti axeniche e su un prato batterica di Escherichia coli e (c) la selezione e la caratterizzazione di batteri intracellulari.
Protocol
Representative Results
Discussion
Coculture amoebal e l'arricchimento amoebal sono metodi efficaci che hanno permesso l'isolamento di molte nuove specie batteriche e amoebal. I risultati ottenuti con questi metodi confermano la presenza ubiquitaria di entrambi amebe e batteri-ameba resistere nell'ambiente, e la più interessante delle reti idriche artificiali che sono considerati essere controllato da trattamenti chimici come la clorazione e ozonizzazione. Coculture amoebal e l'arricchimento amoebal sono strumenti essenziali per isolare …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Pr. Bernard La Scola per utili consigli tecnici e interessante discussione sulla co-coltura amoebal e di arricchimento amoebal. Ringraziamo anche il Dott. Vincent Thomas per il suo aiuto nella realizzazione tecnica nel nostro laboratorio.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Glucose monohydrate | Merck, Darmstadt, Germany | 108342 | |
| 0.22 μm pore size membrane | Merck Millipore, Darmstadt, Germany | SCVPU11RE | |
| proteose peptone | Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 211693 | |
| yeast extract | Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 212750 | |
| Cell culture flasks | Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 353135 | |
| Kova slide | Hycor, Indianapolis, IN | 87144 | |
| cell culture microplates | Corning Inc, Corning, NY | 3524 | |
| Diff-Quik staining kit | Siemens Healthcare diagn., Munich, Germany | 130832 | |
| Ziehl fuchsin | Fluka, St-Louis, MI | 21820 | |
| basic fuchsin | Sigma, St-Louis, MI | 857843 | |
| Phenol | Sigma, St-Louis, MI | P1037 | Corrosive and mutagenic |
| malachite green oxalate | Fluka, St-Louis, MI | 63160 | |
| Paraformaldehyde 16% solution | Electron Microscopy Sciences, Hatfield, PA | 15710 | |
| Saponin | Sigma, St-Louis, MI | 84510 |
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