Gebruikend een innovatief apparaat met microscopische kamers, hebben de onderzoekers van vier instellingen, met inbegrip van Johns Hopkins, belangrijke nieuwe informatie verzameld over hoe de bacteriën in vijandige milieu's door geroepen gemeenschappen bestand tegen antibiotica te vormen biofilms overleven.
Deze biofilms spelen zeer belangrijke rollen in blaasbindweefselvermeerdering, urinelandstreekbesmettingen en andere ziekten, en de onderzoekers zeggen hun bevindingen in de ontwikkeling van nieuwe behandelingen en preventieve maatregelen konden helpen.
„Er is een waarneming dat de enig-cellige organismen asociaal zijn, maar dat is misleide,“ bovengenoemde Andre Levchenko, hulpprofessor van biomedische techniek in de School van de Wijtingen van de Universiteit van Johns Hopkins van Techniek en een filiaal van het universitaire Instituut voor Nanobiotechnologie. „Wanneer de bacteriën zijn onder spanning-welke het verhaal van hun is werken leven-zij en vormen dit collective samen genoemd een biofilm. Als u natuurlijk - voorkomend biofilms bekijkt, hebben zij zeer ingewikkelde architectuur. Zij moeten als steden met kanalen voor voedingsmiddelen binnen gaan en verspillen om uit te gaan.“
Met een beter inzicht in hoe en waarom de bacteriënvorm biofilms, onderzoekers activiteit in de bacteriële gemeenschappen kan kunnen onderbreken en schadelijke gevolgen voor hun menselijke gastheren blokkeren. De bevindingen van het team werden in een artikel gedetailleerd dat in de kwestie van November 2007 van de dagboek Openbare Bibliotheek wordt gepubliceerd van de Biologie van de Wetenschap.
In het artikel, de onderzoekers van Johns Hopkins; Technologie van Virginia; de Universiteit van Californië, San Diego; en de Universiteit van Lund in Zweden rapporteerde over de observatie van bacteriën E. coli het groeien in de belemmerde voorwaarden van een nieuw microfluidic apparaat. Het apparaat, dat wetenschappers toestaat om nanoscale volumes van cellen in oplossing te gebruiken, bevat een reeks uiterst kleine kamers van diverse vormen en grootte die de bacteriën uniform die in een cultuurmiddel houden worden opgeschort.
Levchenko en zijn collega's registreerden het gedrag van enige lagen cellen gebruikend de microscopie in real time. De Computer modellen bevestigden hun experimentele resultaten en konden het gedrag van andere bacteriële species onder gelijkaardige druk voorspellen. „Wij waren verrast om te vinden dat de cellen die in kamers van alle soorten vormen groeien geleidelijk aan zich in hoogst regelmatige structuren organiseerden,“ bovengenoemde Levchenko. Het „computermodel geholpen verklaren waarom dit gebeurde en hoe het door de cellen zou kunnen worden gebruikt om kansen van overleving te verhogen.“
Het microfluidic apparaat, dat werd ontworpen en in samenwerking met het laboratorium van Alex Groisman's bij UCSD werd vervaardigd, staat de cellen toe om vrij in en uit de kamers te stromen. Volumes van de Test in de kamers waren in de nano-literwaaier, die visualisatie van de enige cellen van E. toestaat coli. Ann Stevens' laboratorium bij Technologie van Virginia hielp om nieuwe spanningen van bacteriën te produceren die visualisatie van individuele cellen toelieten die in één enkele laag worden gekweekt.
Hojung Cho, een biomedische de techniek doctorale student van Johns Hopkins van het laboratorium van Levchenko en de hoofdauteur van het dagboekartikel, vingen op video de geleidelijke zelf-organisatie en de uiteindelijke bouw van bacteriële biofilms over een periode van 24 uur, gebruikend de microscopietechnieken in real time. De experimenten werden aangepast aan de modellering van analyse die in samenwerking met de collega's van Cho in Lund wordt ontwikkeld. De Beelden werden geanalyseerd gebruikend hulpmiddelen die met de participatie van Bruno Jedynak van het Centrum van Johns Hopkins voor de Wetenschap van de Weergave worden ontwikkeld.