Вид Campylobacter
План:
1. Аннотация, введение………………………..
2. Методы………………………………………………………………
2.1Шштаммы бактерий и
условия роста…………………...…………...
2.2.Анализы формирования
биопленки………………………...……….……...
2.3 Счет бактерий……………………………………..…
2.4 Микроскопия…………………………………………………
2.5 определение
3. Результаты……………………………………………………
3.1 Наблюдения качества
формирования биопленок
3.2 Количественные наблюдения формирования Campylobacter биопленки…8
3.3 Прямое наблюдение за
формированием биопленки
4. Исследование………………………………………………
5. Благодарности……………………………………………
Возможность (потенциал) формирования биопленки разновидностью бактерий рода, вида Campylobacter
(Нереус В. Гюнтер IV, Чин-Уайи Чен)
- Аннотация
Способности формирования биопленки 16 штаммами, которые являются представителями 14 из 16 разновидностей содержащих вид Campylobacter, были обнаружены на стекле, нержавеющей стали и полистироле. Формирование биопленки считается средством, благодаря которому Campylobacter выживает в неблагоприятной среде. Из восьми микроаэрофильных разновидностей Campylobacter, включая два штамма Campylobacter jejuni и Campylobacter fetus, только штамм C.jejuni 81- 176 точно может производить видимую биопленку на разных поверхностях. Все шесть штаммов разновидности анаэробных Campylobacter точно производят видимую биопленку на разные поверхности. Электронные микрофотографии отдельных биопленок показали относительно однородную биопленку, произведенную анаэробными штаммами, в то время как, микроаэрофильный C.jejuni штамм 81-176 производит биопленку содержащую одинаковое количество спиральных и коккоидных форм. Это исследование указывает на различие в потенциале (возможности) формирования биопленки и морфологии бактерий содержащихся в биопленке между анаэробной и микроаэрофильной разновидности Campylobacter. Кроме того, различия, обнаруженные в способности формирования биопленки двух C.jejuni штаммов, указывают необходимость дальнейших исследований возможностей формирования биопленки этих разновидностей, используя большее количество штаммов.
Опубликовано Элсивер ЛТД(на русский переводится как ООО)
2.Введение
Вид Campylobacter состоит из шестнадцати разновидностей, некоторые из которых содержат различные подвиды (Мандрелл и др., 2005;Он, 1995). Все разновидности Campylobacter чрезвычайно привередливые бактерии, которые с большей вероятностью растут в богатой лабораторной среде (условиях) (Парк, 2002). Оптимальная температура роста этих организмов в пределах 35- 42 ˚С (Инглис и Калищук, 2003). Разновидности Campylobacter могут подразделяться на две группы: микроаэрофильным разновидностям нужна атмосфера со сниженным уровнем содержания кислорода (3- 15%) и эти разновидности предпочитают только анаэробную среду (Он, 1996). Строгие требования роста разновидностей Campylobacter бросают вызов появлению хорошей культуры из клинических образцов, а также поддержанию и хорошему росту в лабораторных условиях. Все современные разновидности Campylobacter задействованы, по меньшей мере, в одном патологическом процессе у людей и/или домашних животных и поэтому считаются патогеннами (Эбботт и др., 2005; Горкевич и др., 2002; Ихара и др., 2003; Лабарка и др., 2002; Он, 1996; Мачуч и Таннер, 2000; Невел, 2005; Сигуэра и Рокас, 2003; Содерстром и др., 1991; Тэм и др., 2003; Ти и др., 1998; Верно и др., 2002). Разновидности Campylobacter являются основными возбудителями пищевых желудочно- кишечных бактериальных инфекций в развитом мире, по оценкам вызывая в 12,7 случаях на 100.000 человек в одних Соединенных Штатах (Парк, 2002; Филдс и Шелрдлоу, 1999; СДС, 2006). Как полагают Campylobacter jejuni и Campylobacter coli составляют большую часть человеческих заболеваний связанных с Campylobacter инфекциями (Тэм и др., 2003; Мур и др., 2005). Как бы то ни было, из- за раннее упомянутых затруднений в культурировании разновидностей Campylobacter, из клинических образцов, в настоящее время трудно узнать о влиянии разновидностей Campylobacter на заболевания людей и домашних животных.
Способность Campylobacter выживать без продуктов питания и являться причиной такого большого числа человеческих заболеваний, несмотря на их привередливую природу и чувствительность к уровню кислорода в окружающей среде, очень загадочное явление. В настоящее время методы благодаря которым Campylobacter борется (преодолевает) негативные влияния окружающей среды не известны. Недавно, некоторые ученные исследовали способность C.jejuni формировать клейкие бактериальные сообщества, известные как биопленки (Дайкес и др., 2003;Трачу и Франк, 2002 и др.). Бактерии, включая Campylobacter, формирующиеся в биопленку, демонстрируют превосходную сопротивляемость окружающим и фармакологическим атакам, позволяющие выжить в смертельной среде. Штаммы C.jejuni формируют биопленку на нержавеющей стали, хлористом поливиниле, нитроцеллюлозных мембранах, волокняных стеклянных фильтрах и стекле (Камокоф и др., 2006). Это говорит о возможном механизме сохранения C.jejuni в неблагоприятных условиях. Как бы то ни было, изучение способности формирования биопленки не jejuni разновидности Campylobacter не завершены. В представленной работе мы анализируем 16 образцов штаммов 14-ти из 16 разновидностей Campylobacter, чтобы определить могут ли они формировать биопленку на ряд соответствующих поверхностей при одинаковых условиях роста.
2. Методы
2.1Шштаммы бактерий и условия роста.
Шестнадцать различных штаммов Campylobacter используемых в этом изучении и их основные инкубационные условия перечислены в таб. 1. Штаммы были культурированны из замороженных запасов (- 80˚С) непосредственно Brusella (Бектон Дикинсон, Спаркс, МД) пластины агара? ( 1.5% агарозы). Все штаммы Campylobacter были выращены в среде Brucella (среда для выращивания микроорганизмов). Пластины и среда для выращивания были статически инкубированы при 42º С (эта температура не идеальна для всех микроаэрофильных видов, но постоянно поддерживалась для удобства сравнения) для микроаэрофильных штаммов и 37˚С для анаэробных штаммов.
2.2.Анализы формирования биопленки
Развитие бипленки на стекле,
нержавеющей стали и
2.3 Счет бактерий
Рост каждого из видов Campylobacter был измерен, используя туже среду и те же условия роста, какие были использованы при исследованиях роста биопленки. Единственным различием в условиях роста в обоих экспериментах было отсутствие, какого- либо купона в культуре. Образцы были изъяты из растущих культур на 30 или 48 часов и был использован метод 6*6 для подсчета культур бактерий; с 18 репликантами на разведение (Чен и др., 2003).
2.4 Микроскопия
Морфология различных видов Campylobacter растущих в биопленках была изучена, используя и обычную световую микроскопию, и сканирующую электронную микроскопию. Биопленки для микроскопии были культурированы, используя те же условия, что и при исследовании биопленки. Как бы то ни было, в данном случае полоски покрытые стеклом (2.2 см* 2.2 см, Эри Сайнтифик, Портсмоус, НХ) были использованы как поверхность для формирования биопленки. Как только биопленки окультурировали покрытие, полоски были изъяты из среды роста и немедленно помещены в 2.5 % глутаральдегид в 0.1м имидазол буфера (рН 7.0) (Электрон Микроскопии Сайнс), по меньшей мере, на 2 часа при комнатной температуре. Затем образцы были обезвожены в серии растворов этанола ( 50%, 80%, 100%). Образцы были высушены до критической точки жидкой двуокисью углерода и покрыты тонким слоем золота. Затем, был использован электронный сканирующий микроскоп в высоком вакууме в дополнительном режиме визуализации для наблюдения за биопленкой в 250x, 2500x и 10,000x увеличении. Образцы биопленок каждого вида получили цифровое отображение для включения в эту работу.
2.5 определение
последовательности
Ген 16С рДНК усиливался от хромосомной ДНК, полученных из каждой из 16-ти штаммов Campylobacter ( изначально выбран основой для надежности их видообразования) были использованы в изучении. Праймеры EubA (AAGGAGGTGATCCANCCRCA) и EubB (AGAGTTTGATCMTGGCTCAG) были использованы усиления зоны 1540- bp гена 16S rRNA. Праймеры EubA, EubB и два дополнительных праймера 519F (CAGCMGCCGCGGTAAAWC) и 519R (GWATTACCGCGGCKGCTG) были использованы для полной последовательности, раннее усиленного, 1540bp PCR фрагмента. В результате последовательности были сравнены с набором последовательностей GenBank, используя Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) (если переводить дословно Основной Инструмент Местного Поиска) для того, чтобы определить идентичность видов Campylobacter штаммов.
3. Результаты
3.1 Наблюдения
качества формирования
Первоначально, наличие или отсутствие биопленки было отмечено вместе с видом и местонахождением биопленки на купоне, и количество дубликатов, на которых была представлена биопленка. Данные полученные из этих качественных наблюдений (наблюдений качества) представлены в таблице 2. Все видимые биопленки были образованы на границе жидкости и воздуха на поверхности купона. Первоначально, эксперименты были выполнены, используя стеклянные купоны (талоны, листы), как поверхность для формирования биопленки. Было произведено три отдельных биопленки на экспериментах со стеклом, используя микроаэрофильных штаммов Campylobacter, где каждый штамм был выращен в трех экземплярах труб (имеют ввиду колбы) для каждого эксперимента. Штамм 81-176 произвел видимую бипленку на стекло в каждом из трех отдельных экспериментов и на каждый из трех отдельных купонов, использованных в эксперименте. Ни один из других штаммов разновидности микроаэрофильных Campylobacter не произвел видимой биопленки на какой- либо из стеклянных купонов в экспериментах. В отличие от микроаэрофильных видов, образцы штаммов разновидности анаэробных Campylobacter образовали биопленку на стекле в каждом из трех экспериментов.
Затем были исследованы возможности видов Campylobacter формировать биопленку на продуктах питания , использовалась качественная нержавеющая сталь. И снова, штамм 81-176 C.jejuni произвел биопленку, но на этот раз только на трех из шести купонов из нержавеющей стали, использованных в эксперименте. Как бы то ни было, в отличие от стеклянной поверхности, некоторые из других видов микроаэрофильных Campylobacter были способны сформировать биопленку едва заметную невооруженным глазом. Все эти штаммы формировали биопленку спорадически, растущей на одной поверхности, но не на другой, как было в случае с C.jejuni RM1221, Campylobacter sputorum, Campylobacter upsaliensis, Campylobacter hyointestinalis и Campylobacter helveticus. Также результаты анаэробных штаммов на нержавеющей стали отличаются от тех, что наблюдали раньше на стекле. Campylobacter concisus сформировал биопленку на шести купонах, в то время как Campylobacter curvus, Campylobacter gracilis, Campylobacter showae, Campylobacter mucosalis, Campylobacter rectus сформировали биопленку, но меньшей степени консестенции на поверхности нержавеющей стали (Табличка 2).
И наконец, была протестирована
возможность видов
3.2 Количественные
наблюдения формирования
Определение количества биопленки,
произведенной
Исследования биопленки микроаэрофильных штаммов выращенных на нержавеющей стали (Табл.1В) предоставили одно наблюдение соответствующее предыдущим наблюдениям качества, 81- 176 штаммы продемонстрировали гораздо более значительную плотность биопленки (р<0.05) по сравнению с негативным контролем и также большинство других микроаэрофильных штаммов не произвели видимые биопленки. Как бы то ни было, C.sputorum и C.hyointestinalis, которые произвели видимую биопленку на одинаковое количество купонов из нержавеющей стали не произвели (среднюю) величину значительно отличающуюся от негативного контроля. К тому же, три других микроаэрофильных штаммов (C/jejuni RM1221, C.upssalientis, C.helveticus), которые продемонстрировали совершенно не плотное формирование биопленки, не произвели результатов, значительно отличающихся от негативного контроля или от других штаммов, которые произвели видимую биопленку.
Также три последних серии экспериментов, проведенных на пластике, дали неожиданные результаты. Несмотря на тот факт, что ни один из микроаэрофильных штаммов не производит видимую биопленку, C.jejuni штамм 81- 176 произвели величину в исследованиях биопленки, которая была значительно больше (р<0.05) чем те, которые были произведены негативным контролем (Табл.1С). Тем не менее, 81- 176 штаммы были единственными в исследованиях биопленки, которые значительно отличались от четырех из других девяти видов Campylobacter; ни один из девяти видов не произвел видимую биопленку.
Количественные исследования биопленки анаэробных штаммов выращенных на стекле (Табл.2А) только частично соответствуют количественным исследованиям биопленки представленным в табл.2. Пока каждый из анаэробных штаммов производит видимую биопленку на стеклянной пластине в каждом эксперименте, в качественных исследованиях судят только усредненные величины результатов трех их трех штаммов (С. showae, C. concisus, C. rectus), чтобы иметь значительно разнящиеся величины (р<0.05) с негативным контролем. Кроме того, C.gracilis видимо отличается от негативного контроля с погрешностями, произведенными стандартными погрешностями, полученными из данных. Однако, метод Бонеферонни ЛСД использовавшийся в этих анализах не считает это очевидное различие значительным.
Аналогично, количественные результаты производства биопленки анаэробными штаммами на нержавеющей стали не соответствовали предыдущим качественным результатам (Табл. 2В). Наблюдения показали, что все анаэробные штаммы производят видимую биопленку на некоторые купоны из нержавеющей стали, использованных в нескольких экспериментах. Тем не менее, качественные исследования судят только по усредненным результаты (производства ) биопленки одного из штаммов (C.showae), чтобы значительно отличаться ( р<0.05) от негативного контроля. Два дополнительных штамма (С.concisus, C.curvus) видимо отличались от негативного контроля с учетом стандартной погрешности, но это не подтвердилось Bonferroni LSD анализом.
В конце концов, испытания
биопленки для анаэробных штаммов
на пластике (Табл.2) продолжают (создавать,
выпускать) результаты не соответствующие
данным качественно представленными
в Табл.2. Аналогично результатам
испытаний с нержавеющей
Измерение пластин после 30 или 48 часов роста было сделано для каждого представленного штамма видов Campylobacter в среде и условиях роста использовавшихся в испытаниях биопленки без наличия пластин (купонов). Измерение пластин после 48 часов роста и соответствующая концентрация бактерий значительно отличалась среди многих видов микроаэрофильных Campylobacter (Табл.3). Измерения пластин и концентрации бактерий у анаэробных штаммов, росших 30 часов, были значительно более однородные и выявляли аналогичные темпы роста. Относительно низкие измерения пластин некоторых микроаэрофильных видов, росших 48 часов, пробудили нас повторить испытания биопленки на стеклянных купонах, дающих больше времени для развития биопленки. После 120 часов роста обнаружили слабые биопленки сформировавшиеся на стеклянных пластинах видами C.helveticus и C.upsaliensis. ни один из других микроаэрофильных штаммов, за исключением 81-176, не произвели биопленки после дополнительного инкубационного периода.
3.3 Прямое наблюдение
за формированием биопленки
Сканирующая электронная микроскопия была использована для визуализации биопленки видов Campylobacter образованных на стекле. Были получены изображения образцов, показывающие общий вид биопленки (250x) и морфологию отдельных видов Campylobacter формирующих биопленку (2500x или 10,000x) (Табл.4А- С). Для пяти из шести анаэробных видов, морфология бактериальных штаммов, содержащих биопленку была относительно однородной, с бактериями в форме спиралей и изогнутых стержней. Не большоей количество коккоидных форм или полное их отсутствие наблюдалось в биопленке сформированной C.curvus (табл.4А), С.rectus (табл.4В), C.consisus (табл.4С), C.showae (табл. D) и C.gracilis (табл. 4Е). В то время как анаэробные виды C.mucosalis (табл.4F) формируют биопленку, содержащую большое количество коккоидных форм и несколько спиральных форм. Сформированная биопленка также относительно редко состояла из нескольких клеток и покрывала пластину пятнами, что говорит о нездоровой (опасной ) биопленки. Один микроаэрофильный штамм, который формирует биопленку на стекле, C.jejuni 81-176, формирует более морфологически гетерогенную биопленку. В биопленке были обнаружены и спиральная, и кокковидная формы бактерии примерно в одинаковых пропорциях. Для подтверждения того, что бактерия, формирующая биопленку была действительно видом Campylobacter, который использовался для инокуляции растущей культуры, каждый из видов бактерий был выращен на отдельной агарной? пластине (или пластине агар). Колония была собрана с пластины, лизированна и хромосомный ДНК был собран для секвенсирония гена 16S rRNA. Затем, другая колония с той пластины была собрана и обследована сканирующим электронным микроскопом, для визуализации морфологии клеток конкретных бактерий. Таким образом, идентичность и морфология клеток каждого из Campylobacter видов были четко установлены. Это позволяет нам визуализировать, используя SEM, морфологию клеток видов Campylobacter, чья идентичность была подтверждена секвенсированием гена 16S rRNA. Это дало нам уверенность в том, что Campylobacter формирующий биопленки был тот же вид Campylobacter, который изначально использовался для инокуляции культуры. Результатом этого сравнения было то, что вся биопленка формирующая штаммы Campylobacter была успешно подтверждена в отношении идентичности их видов.
4. Исследование
Начальные исследования изучали возможности формирования биопленки видами Campylobacter и были сосредоточены исключительно на C.jejuni и не обращали внимания на другие разновидности рода (Дайкес и др., 2003; Трачу и др., 2002; Бак и др., 1983; Летхола и др., 2006; Калмокоф и др., 2006; Джошуа и др., 2006). Наши результаты указывают на то, что вероятность формирования биопленки преобладает у анаэробных видов Campylobacter по сравнению с микроаэрофильными видами. Большинство анаэробных штаммов Campylobacter были изначально изолированы мест (очагов ) периодотальных заболеваний (Мачуч и Таннер, 2000). Считается, что формирование биопленки играет свою роль в периодонтальных заболеваниях; поэтому не удивительно, что анаэробные штаммы показывают хорошие результаты в формировании биопленки на целом ряде поверхностей (Филстром и др., 2005). Только микроаэрофильный штамм, который показал большую вероятность формирования биопленки, был C.jejuni штамм 81-176. Странно, но C.jejuni штамм RM 1221 показал небольшую, если таковая вообще имеется, способность формирования биопленки в тех же условиях. Значительная разница в способности формирования биопленки между двумя штаммами одних и тех же видов указывает на то, что потенциал формирования биопленки не может быть предсказан одной лишь идентичностью видов. Это говорит о том, что множество штаммов внутри вида должны быть полностью исследованы для полного определения потенциала формирования биопленки разными видами.
В этом исследовании были изучена
стеклянная, полистирольная, а также
поверхность из нержавеющей стали.
Принято считать, что бактерии легче
присоединяются к гидрофобной поверхности.
Из трех исследованных поверхностей
нержавеющая сталь самая
Сравнение наших качественных
и количественных измерений формирования
биопленки показало некоторые расхождения
между результатами, полученными
каждыми способами. Видимую биопленку
не всегда можно было соотнести со
значительной разницей значения абсорбции,
по сравнению с отрицательным
контролем или культурами где
биопленка плохо заметна
Исследования, проведенные
сканирующей электронной
Род Campylobacter состоит из нескольких патогенных видов, которые виноваты в целом ряде заболеваний у людей и домашних животных: понос, сепсис, спонтанные аборты (дословно), менингит, неврологические расстройства и заболевания пародонта (Он, 1996). Эти организмы, как правило, привередливые и очень чувствительны к уровню кислорода (21% О2) в атмосфере (Он, 1996). Не взирая ни на что, эти бактерии каким-то образом способны выживать в неблагоприятной окружающей среде. Принято считать, что формирование биопленки и возможный способ выживания. Вот почему так необходимо изучить все возможности формирования биопленки всеми представителями данного рода (вида). Мы надеемся, что эти начальные этапы исследований дадут вам достаточно материала для формирования базы, для дальнейших исследований.
5.Благодарности
Мы хотим поблагодарить
Джонни Алмонда и Лай Нгуен
за техническую поддержку, доктора
Питера Кука за предоставленные данные
о электронной сканирующей

- Видавнича діяльність видавництва “Економічна думка”
- Видатки бюджетів, їх характеристика і призначення
- Видатки бюджету
- Видатки бюджету на соціальний захист населення і соціальну сферу та їх оптимізація
- Видатки Державного бюджету
- Видатки державного бюджету України
- Видатки Державного бюджету України
- Виготовлення заготівки за допомогою лиття та штампування
- Виготовлення клеєного щита
- Виготовлення морозива
- Виготовлення нетканий матеріалів
- Виготовлення та продаж меблів
- Виготовлення чоловічих напівчеревиків з настроченими берцями і відрізним носком в середовищі AutoCAD 14
- Виготовлення штампів гарячого деформування