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Amöben Kokultur ein Zellkultursystem mit adhärenten Amöben, selektiv wachsen intrazelluläre Pathogene in der Lage, phagozytische Zellen wie Amöben und Makrophagen zu widerstehen. Es stellt somit ein wichtiges Instrument, um neue Infektionserreger entdecken. Amöben Bereicherung ermöglicht Entdeckung neuer Amöbenarten und ihrer spezifischen intrazellulären Bakterien.
Die intrazelluläre Erreger wie Legionellen, Mykobakterien und Chlamydien-ähnlichen Organismen sind schwierig zu isolieren, weil sie schlecht oder gar nicht wachsen oft überhaupt auf selektiven Medien, die üblicherweise verwendet werden, um Bakterien zu kultivieren. Aus diesem Grund sind viele dieser Krankheitserreger wurden erst vor kurzem oder folgenden wichtigen Ausbrüche entdeckt. Diese Erreger sind oft mit Amöben, die als Wirtszelle dienen und ermöglichen es, das Überleben und das Wachstum der Bakterien verbunden. Wir wollen hier, um eine Demonstration von zwei Techniken, die Isolierung und Charakterisierung von intrazellulären Erregern in der klinischen oder Umweltproben vorhanden ermöglichen bieten: die Amöben Co-Kultur und die Amöben Bereicherung. Amöben Co-Kultur ermöglicht die Wiederherstellung der intrazellulären Bakterien, die durch Impfen der untersuchten Probe auf einem Rasen, der Amöben infiziert werden können und lysiert durch die in der Probe vorhanden sind intrazelluläre Bakterien. Amöben Anreicherung ermöglicht die Wiederherstellung von Amöben in einer klinischen oder Umweltprobe vorhanden. Thwird, kann auf Entdeckung von neuen Amöbenarten, sondern auch von neuen intrazellulären Bakterien wachsen speziell in diesen Amöben führen. Zusammen helfen diese beiden Techniken, um neue intrazelluläre Bakterien in der Lage, in Amöben wachsen zu entdecken. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Amöben infizieren und wider Phagozytose, intrazelluläre Bakterien könnten diese auch zu entkommen Phagozytose durch Makrophagen und somit sein pathogen für höhere Eukaryonten unterschieden.
Vor dem Aufkommen der molekularen Diagnostik, wurden in der Umwelt Nischen oder in klinischen Proben vorhandenen Mikroorganismen oft durch Kultivierung auf verschiedenen selektiven Medien, vor allem auf Agar in Petrischalen nachgewiesen. Der Phänotyp der Bakterienkolonien und ihre Stoffwechselaktivität erlaubt dann bakterielle Einstufung auf Artenebene. Brühe kann auch verwendet werden, um die Nachweisempfindlichkeit zu erhöhen. Allerdings haben beide Techniken erlauben die Gewinnung von Bakterien, die langsam oder gar nicht auf diesen Medien wachsen. Dies ist der Grund, warum molekulare Ansätze werden so heute weit verbreitet. Dennoch Nachweis von DNA bietet keine Ahnung, auf die Lebensfähigkeit der Bakterien. Darüber hinaus im Gegensatz zu Kultur, Molekularbiologie Ansätze nicht in einem Stamm, der ferner dadurch gekennzeichnet ist, führen.
Studieren Krankheitserreger, die schlecht wachsen auf festen Medien oder dass Bedarf Zellen wachsen ist kompliziert. Die meisten dieser "schwierig zu wachsen" Bakterien sind anspruchsvoll intrazellulären Bakterien, oft entdeckt und folgende große Ausbrüche, wie es der Fall bei Legionella pneumophila war gekennzeichnet. Dieses Bakterium wurde nach einem Ausbruch, die während eines American Legion Convention aufgetreten ist. So viel, wie 182 Menschen wurden infiziert und 29 starben an einer schweren Lungenentzündung 1,2. Es wurde später gezeigt, dass Amöben waren die natürlichen Wirte dieses Bakteriums und dass ihre Anwesenheit im Hotelklimaanlage und Wassernetze war der Ursprung des Ausbruchs der sogenannten Legionärskrankheit 3.
Amöben sind weltweit präsent und wurden aus Boden, Luft, Wasser und die Nasenschleimhaut von Freiwilligen (in 4 Bewertung) isoliert. Diese "freilebenden" Amöben sind in der Regel selbstständig Aufteilung in die Umwelt, sondern kann gelegentlich dringen zügigen Gastgeber fünf. Amöben ernähren sich von verschiedenen Mikroorganismen durch Phagozytose und anschließende lysosomale Verdauung durch hydrolases 6. Viele fakultativ oder obligat intrazelluläre Bakterien sind in der Lage, um die Verdauung zu widerstehen und damit zu infizieren und zu teilen in Amöben wie beispielsweise Legionellen, Chlamydien-verwandten Bakterien oder Mykobakterien (in 7 überprüft und 8). Freilebende Amöben wahrscheinlich eine wichtige potenzielle Reservoir für die intrazelluläre Bakterien, die noch nicht entdeckt wurden. Dies führte unsere Gruppe in Lausanne implementieren zwei Haupttechniken, die so genannte Amöben Co-Kultur und Amöben Bereicherung, die verschiedenen Gruppen zu mehreren neuen obligat intrazelluläre Mikroorganismen aus verschiedenen Umweltproben zu isolieren 9-15 erlaubt.
Da Amöben sind professionelle Phagozyten Beweidung auf Bakterien, könnte ein Bakterium in der Lage, die Phagozytose zu widerstehen und innerhalb dieser Protisten wachsen auch kolonisieren menschlichen Phagozyten und sein gegenüber Menschen pathogen. Dies wurde teilweise für einige Chlamydia-verwandten Bakterien, wie gezeigt Waddlia chondrophila. W. chondrophila nicht nur in Amöben, sondern auch in verschiedenen Zelltypen, wie Säuger Epithelzellen, Makrophagen und Fischzelllinien 16-18 wachsen. Die Amöben Kokultur erscheint auch zum Nachweis von intrazellulären Bakterien in klinischen Proben 19,20, darunter Stühle, die stark mit verschiedenen Bakterienarten 21 verunreinigt sind relevant.
Hier beschreiben wir die wichtigsten Schritte Amöben Co-Kultur und Amöben Bereicherung, einschließlich (a) Behandlung von Umwelt-oder klinischen Proben, (b) das Wachstum von Amöben auf axenischen Medien und auf einem Bakterienrasen von Escherichia coli und (c) der Auswahl und Charakterisierung intrazelluläre Bakterien.
1. Amöben Cokultur
1.1 Probenvorbereitung
1.2 Amöben Vorbereitung
1.3 Cokultur
1.4 Bakterielle Isolierung und Charakterisierung
2. Amöben Enrichment
2.1. Probenvorbereitung
Resuspendieren festen und halbfesten Proben in PAS durch Vortexen. Zentrifugieren Sie die Suspension bei niedriger Geschwindigkeit (180 × g) für 10 min. Dies ermöglicht die Anreicherung von frei lebenden Amöben im Pellet. Der Überstand kann Amöben Co-Kultur und das Pellet für 21 Amöben Anreicherung verwendet werden.
2.2. Mittelzubereitung
2.3. Beispiel Impfung
Fügen Sie einen Tropfen der Probe (oder ein Stück Filter) auf einer Seite der Platte und ließ es über der Petrischale zu fließen, um eine Linie in der Mitte der Schale zu bilden.
2.4. Amöbenwachstum und Amöben Subkultur
2.5. Amöben und Bakterien Charakterisierung
Mit Amöben Co-Kultur und Amöben Anreicherung, wurden eine ganze Reihe von Umwelt-und / oder pathogene Bakterien entdeckt (Tabelle 1).
Amöben Co-Kultur wurde von unserer Gruppe und andere verwendet werden, um Umweltproben, Wasseraufbereitungsanlagen und Wasserverteilungssystemen zu analysieren. Ein breites Spektrum von Mikroorganismen könnten mit dieser Technik isoliert werden. Die häufigsten Bakterien durch Amöben Co-Kultur isoliert sind Mitglieder der Gattung Mycobacterium, die von Wasseraufbereitungsanlagen und Wassernetze von 13,14,24,27,28 wiederhergestellt werden konnten. Legionellen und α-Proteobakterien Arten könnten auch von der Wasseraufbereitung Pflanzen isoliert werden und vom Krankenhaus Wassernetze 14,24,28-31. Mehrere Chlamydia-verwandten Arten wurden auch aus Flusswasser und Wasseraufbereitungsanlagen getrennt, wie zB Estrella lausannensis (2B-C 12,15,32,33.
Verwenden Amöben Co-Kultur wurden verschiedene Riesen Viren entdeckt, wie Mimivirus, Marseillevirus und Lausannevirus 34-36. Diese Viren sind in der Lage, zu infizieren und sich zu vermehren in Amöben und präsentieren eine ihrer typischen Virus Lebensstil eclipse Phase. Die mimivirus wird als mild menschlichen Lunge Erreger angesehen werden, da es in einer zufälligen Infektion einer Labortechniker, der an einer Lungenentzündung gelitten 37 verwickelt. Potenzielle Pathogenität von anderen Riesen Viren muss noch untersucht werden.
Amöben Bereicherung war oft parallel zur Co-Kultur Amöben. Somit wird, wenn die Untersuchung einer Wasseraufbereitungsanlage System und die nachgeschalteten Wassernetz, 25 verschiedene Amöbenstämme festgestellt worden, von denen 12 entsprach 14 neue Arten. Amöben waren bei jedem Schritt der Wasseraufbereitung und Verteilung vorliegen, was auf einen Widerstand dieser Protisten zu Ozonung und Chlorung. Intrazelluläre Bakterien CoULD auch in diesen Amöben erkannt werden, zeigt die Bedeutung der indigenen Amöben bei der Übertragung von intrazellulären Bakterien 14. In einer anderen Studie konnte Amöben aus dem Wasserverteilungssystem eines Krankenhauses 24 isoliert werden. Eine große Mehrheit der Stämme isoliert in dieser Studie entsprach Hartmannella vermiformis, was natürlich in der Lage, bei relativ hohen Temperaturen zu überleben. Verschiedene Bakterien, wie Legionella pneumophila konnte in der einheimischen Amöben 24 detektiert werden. Ein weiteres Beispiel von Bakterien in einer bestimmten Amöben gefunden ist Parachlamydia acantamoebae. Dieses Bakterium Chlamydia bezogene wurde aus Nasenschleimhaut weiblichen Probanden durch Amöben Anreicherung (2A) 9 isoliert und ist ein potentielles Mittel Pneumonie 38. Dies zeigt erneut die Bedeutung der Amöben in die Wartung und Verteilung der bakteriellen Krankheitserreger, die vor allem für pathogene immunocompromis sein könnteed 39 Patienten.
Fig. 1 ist. Outline of Amöben Co-Kultur und Amöben Bereicherung der Beschreibung der wichtigsten Schritte dieser beiden Techniken. (Angepasst von 40). Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen .
2. Beispiele für Bakterien, die durch Co-Kultur und Amöben ihre Beobachtung mit verschiedenen Färbemethoden entdeckt. A) Färbung von Parachlamydia acanthamoebae Hall Kokken Amöben infizieren mit Romanowsky Verfahren 24 Stunden nach der Infektion verändert, mit einer Vergrößerung von 1000 X. Bakterien sind blau gefärbt (einrrows). v. Chr.) Elektronenmikroskopie von Estrella lausannensis, die die typische Morphologie der Sterne Elementarkörper (Pfeile).
Klasse | Species Beispiele | Referenz |
α-Proteobakterien | Odyssella thelassonicensis | 10 |
b-Proteobakterien | Burkholderia cepacia | 36 |
g-Proteo | Legionellen drancourtii | 26 |
Chlamydien | Estrella lausannensis | 30 |
Flavobacteriae | Amoebophilus asiaticus | 37 |
Actinobacteria | Mykobakterien spp. | 38 |
Tabelle 1. Beispiele von Bakterien aus verschiedenen Klassen von Amöben Co-Kultur entdeckt.
Amöben Co-Kultur und Amöben Bereicherung sind effiziente Methoden, die die Trennung von vielen neuen Bakterien-und Amöbenarten erlaubt. Ergebnisse mit diesen Methoden erhaltenen bestätigen die allgegenwärtige Präsenz der beiden Amöben und Amöbe beständigen Bakterien in der Umwelt und am interessantesten in künstlichen Wassernetze, die als durch chemische Behandlungen wie Chlorung und Ozonierung gesteuert werden. Amöben Co-Kultur und Amöben Bereicherung sind wesentliche Instrumente zu isolieren und kultivieren diese potentiell pathogenen Mikroorganismen und Stämme in Reinkultur, um dann ihre Biologie und Pathogenität weiter studieren zu erhalten. Kürzlich wurde diese Methode für die Hochdurchtrennung von Riesen Viren 41 angepasst. Ähnlich könnte Amöben Kokultur automatisiert und als Routine Technik verwendet, um die mikrobiologische Qualität von Umweltproben und künstliche Wassersysteme, wie z. B. Trinkwasser zu testen.
Amöben Kokultur könnenmit verschiedenen Arten von Amöben durchgeführt werden. Wir bevorzugen in der Regel auf Acanthamoeba castellanii oder A verwenden polyphaga da sie weniger anfällig für encystment als Hartmann vermiformis und da sie einen relativ großen Wirtsspektrum. Andere Arten können verwendet werden, aber das Protokoll und Brühe angepasst werden sollte. Es wurde kürzlich gezeigt, dass A. lenticulana (ATCC 30841) in den gleichen Bedingungen wie A. verwendet werden castellanii oder A. polyphaga jedoch unterschiedliche Anfälligkeit für Infektionen 42. Um Encystirung zu verhindern, ist es wichtig, eine relativ niedrige Bruttemperatur (unter 30 ° C) zu verwenden und eine befeuchteten Atmosphäre aufrecht zu erhalten.
Bemerkenswert, die nachhaltige Replikation von Amöben Symbionten nicht zwangsläufig zu Amöben Lyse führen und wenn gezielt nach Symbionten sollte Screening durch Mikroskopie und / oder PCR systematisch durchgeführt werden. Um Lyse oder Ablösung der Amöben ce vermeiden lls durch bakterielle Überwucherung, ist es nützlich, Inokulation von stark kontaminierten Proben mit 10-fach serielle Verdünnungen durchzuführen.
Trotzdem haben diese Techniken Einschränkungen. Durch die Verwendung eines einzigen Amöbenarten könnte die Amöben Kokultur nicht zulassen, dass die Isolierung von Bakterien, die als Reservoir verwenden Sie ein anderes Amöbenarten. Darüber hinaus könnte eine solche spezifische Amöbenarten nicht auf E. vermehren sein coli Rasen und kann durch Amöben Bereicherung verpasst werden. Abhängig von den Eigenschaften der Bakterien und Amöben untersucht, könnte es notwendig sein, verschiedene Medien, verschiedene Arten und Amöben verschiedenen Bakterienspezies zu testen Amöben (Enterobacter doacae und einige Pseudomonas-Stämme sind gute Alternativen) zuzuführen. Bakterielle Kontamination von Amöben oder Medien für die Amöben Co-Kultur verwendet werden, können auftreten und zu falsch positiven Ergebnissen führen. Eine negative Kontrolle ist daher zwingend erforderlich, um eine solche falsch-positive Ergebnisse zu vermeiden.
Inhalt "> Abschließend Amöben Co-Kultur und Amöben Bereicherung sind zwei sich ergänzende Ansätze, die interessante Werkzeuge darstellen, um die Ökologie und Artenvielfalt von frei lebenden Amöben und von Amöben-wider Bakterien angeben. Diese Techniken ermöglichen die Entdeckung vieler neuer Arten, darunter Amöben, Bakterien und Viren Riesen, die die Grundlage für zukünftige Studien, um die Pathogenität dieser neue Mikroorganismen zu untersuchen.Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.
Wir danken Pr. Bernard La Scola für hilfreiche technische Ratschläge und interessante Diskussion über Amöben Co-Kultur und Amöben Bereicherung. Wir danken auch Dr. Vincent Thomas für seine Hilfe bei der Umsetzung der Technik in unserem Labor.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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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