ויזואליזציה של ביופילמים ב קנדידה אלביקנס שימוש בהתקן Microfluidic אוטומטי

קנדידה אלביקנס הוא חבר commensal microbiota האנושית, אולם זה גם פתוגן הזדמנותית, מסוגל לגרום זיהומים פטרייתיים שטחית וחמור^1,2. תכונה התקפה אלימה העיקריים של ג אלביקנס היא יכולתה להעביר טופס גמיש, biofilms עמידים בפני התרופה, קהילות של תאים דבקה משטח המוקף בסוגריים גשמי^1,מטריצה חוץ-תאית³. ג אלביקנס biofilms בנויות מאוד, המכיל מספר שכבות של סוגי תאים מרובים (סיבוב ניצני שמרים-טופס תאים, התאים pseudohyphal אובל ותאים hyphal צינורי)⁴. פיתוח biofilm אלביקנס ג מתחיל עם הדבקות של תאי שמרים עגולה-טופס משטח (זריעה של biofilm), ואחריו ההתפשטות של תאים אלה על פני השטח ולאחר מכן ההבשלה של biofilm ילדותי מבנה לתוך biofilm מלא שנוצר המוקפת מטריצה חוץ-תאית גשמי⁴. בוגרת biofilm מורכב בעיקר מוארך התאים hyphal היוצרים רשתות צפופות ולא מחוברים, מספקת את היציבות אדריכלי עד biofilm⁴. לאורך כל מחזור חיי biofilm, עגול ניצני שמרים תאים לפזר מן biofilm בוגרת, עשוי לטייל באזורים אחרים של הגוף כדי לגרום לזיהומים המופץ או זרע biofilms חדש על אתרים אחרים,^4,5. ג אלביקנס יכולים ליצור biofilms על משטחים ביוטיים, כגון משטחים הרירית וברחבי רקמות הפונדקאי, ועל משטחים והאביוטיים, כגון קטטרים, קוצבי, שיניים תותבות, המפרקים תותבת. בשל מאפייני biofilms הסרבן, הם קשים מאוד לשרש, במקרים רבים אסטרטגיית טיפול יעיל רק הסרה של התקן נגוע⁴. לכן חשוב לחקור ביופילמים בתנאים דומים לאלה הנהוגות הגדרות קליניים.

ישנם כמה קריטי ויוו חייתיים המשמשות ללימוד אלביקנס ג biofilm היווצרות^6,7,8; עם זאת, מחקרים אלה יכול להיות יקר, זמן רב, מוגבלים על ידי מספר זנים, סוכני מיקרוביאלית יכול להיבדק בזמן נתון. במבחנה biofilm מבחני, מצד שני, לאפשר ההערכה המהירה, תפוקה גבוהה של תרכובות פטריות מוטציה זנים, והם הרבה יותר חסכונית, אתי מבחני biofilm נשא שם חיה מודלים^{9, 10,11,12,13,14}. כאן נתאר assay במבחנה אנו פיתח, אופטימיזציה להתבונן ביופילמים חנותם תחת זרימה שכבתית באמצעות^14,התקן¹⁵microfluidic להתאמה אישית. וזמינותו מאפשר החזיית בכל שלב של ביופילמים, כולל את שלב הדבקות ראשונית, התפשטות תאים, ההבשלה biofilm תא פיזור. וזמינותו שימושי גם לדמיין תא מורפולוגיה שינויים במהלך התפתחות ממבנה biofilm.

לוחות Microtiter, אשר בדרך כלל מנוצלים עבור במבחנה biofilm מבחני, בעוד תפוקה גבוהה, אינם מאפשרים תנאים זרימה מבוקרת. מסורתי, תא מנדפים תאפשר להערכה מתמשכת של ביופילמים בתנאי זרימה מבוקרת, אך אלה הם לעתים קרובות זמן רב כדי להגדיר, נוטים מוגבל טווח דינמי שליטה והתפוקה. המכשיר microfluidic מנוצל כאן מתגבר על מגבלות אלה על-ידי שילוב לוחות תפוקה גבוהה (מכיל 48 וולס) עם תא זרימה שכבתית מובנה, היא מאוד לשחזור, תכליתי, הניתנים להתאמה אישית.

כאן, אנו מתארים את פרוטוקול לשימוש של מכשיר microfluidic אוטומטיים זמינים מסחרית כדי להעריך ביופילמים של פראי-סוג אלביקנס ג להתאמץ, את ההשפעות של סוכן פטריות ידוע על הפיתוח של biofilm ו biofilm -צורה שני זנים מוטציה (Δbcr1/Δ וδ efg1/Δ) אשר היו בעבר דווח כי biofilm פגמים במבחנה , ויוו^16,17,18. הפרוטוקול המתואר ניתן לבדוק את היעילות של סוכני מיקרוביאלית עיכוב ביופילמים במהלך התפתחות ממבנה biofilm, וכדי לזהות גנים הדרושים לפיתוח biofilm רגילה על-ידי הקרנת ספריות מוטציה.