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Concepción de un marco modelo microbiano general de la evaluación para la investigación de la microbiología

Un artículo publicado por la sociedad americana para la microbiología ha contorneado un marco cuantitativo general para determinar la exactitud de in vitro y in vivo los modelos usados en la investigación de la microbiología. Las personas evaluaron la eficacia de su modelo usando la Pseudomonas aeruginosa de la bacteria.

Pseudomonas aeruginosaHaber de imagen: TA/Shutterstock.com de junio

Los modelos usados para montar el marco cuantitativo eran acertados en la captura de varias facetas de la fisiología de la infección de la bacteria. Por otra parte, el grupo determinó qué modelo underperformed en categorías funcionales, demostrando donde el modelo no podido para capturar esta información.

Los modelos incluidos en un marco cuantitativo se esperan para proveer de investigadores un método exacto de seleccionar el modelo óptimo del laboratorio para el uso en estudios microbiológicos; uno que explica la línea de la pregunta científica.

Hay típicamente un alcance de los modelos del laboratorio usados para estudiar infecciones. La selección de modelos se basa en gran parte en racionalizaciones ad hoc o la intuición del investigador. Sin embargo, la evaluación del funcionamiento de un modelo es actualmente el faltar debido a una falta de un marco formalizado.

Las personas intentaron abordar la entrega proponiendo un ARN que ordenaba el marco basado (ARN-seq) para evaluar modelos humanos de la infección. ARN-Seq revela la expresión génica patógena de una manera imperturbada - las condiciones que son difíciles de lograr in vitro.

El estímulo para este estudio era el estudio de la infección de la Pseudomonas aeruginosa de los pulmones de los pacientes de la fibrosis quística. El moco viscoso en pacientes ofrece un ambiente óptimo para la colonización por aeruginosa del P. Esta bacteria confía en el moco como fuente del carbono en energía, dando por resultado su incremento en la alta densidad.

Aunque los modelos se puedan racionalizar basaran en su capacidad de recapitular las condiciones fisiológicas en seres humanos, para el estudio de la infección del aeruginosa del P., sigue habiendo la importancia de estos modelos ser fijado y muchas no capturan todas las características de la infección del aeruginosa del P.

Diseño del estudio

El grupo analizaba transcriptomes del aeruginosa del P. a partir de 20 muestras humanas del esputo de los CF recogidas después de la expectoración. Específicamente, compararon los transcriptomes tomados del esputo a los de una deformación PAO1 de la referencia.

Para fijar la exactitud modelo, el grupo ejecutó un marco de cómputo basado en datos transcriptomic, así como estos datos derivados de modelos de la infección de los CF. Esto fue utilizada para calibrar el funcionamiento del funcionamiento del modelo.

Esto fue aplicada a los modelos experimentales siguientes:

  • Caldo de la lisogenia (LB)
  • Modelo de la pulmonía del ratón
  • Ambiente sintetizado del esputo (SCFM2)
  • modelo polarizado mutante in vitro de la célula epitelial de la aerovía de CFTR ΔF508 CFBE41o-

El grupo encontró que diversos modelos eran acertados en reproducir la función biológica del aeruginosa del P., y combinándolos, los 96% de la deformación PAO1 de la referencia fueron representados exacto.

Los genes evasivos son modelados mal por patrón una deformación de la referencia

A pesar de este éxito, el grupo encontró que 211 genes que fueron capturados sin éxito por el laboratorio modela con PAO1 pero fue capturado usando una deformación clínica. Éstos son referidos por las personas como genes evasivos del `' y abarcan los genes sabidos para cambiar debido a la acumulación de mutación.

51 de los 211 genes fueron capturados usando el aislante clínico de los CF crecido en el modelo SCFM2, que indicó que los modelos pueden ser perfeccionados seleccionando deformaciones clínicas bastante que una deformación estándar de la referencia para los genes funcionales específicos.

La exactitud modelo depende de la categoría funcional de los genes explorados

Notablemente, sorprendieron al grupo encontrar que el funcionamiento del modelo del ratón no era importante mejor que otros modelos ines vitro. Esto es importante como los ratones se miran como el patrón oro para la recapitulación del ambiente para las infecciones humanas, presentando a un buen imitador de la inmunorespuesta del ordenador principal.

El SCFM2 era un modelo más de funcionamiento satisfactorio en relación con el modelo murine, pero había las categorías distintas en las cuales el modelo murine se realizó mejor; por ejemplo, los porins de la codificación del gen fueron representados más exacto en el modelo del ratón.

Aunque las muescas totales de la exactitud sean importantes, las categorías, los caminos, y los genes funcionales deben ser considerados por separado pues mejores modelos del rayado total no serán apropiados en todos los casos.

Mejorías modelo por la adición de los microbios de la co-ocurrencia

El marco ideó también contornea estrategias para perfeccionar los sistemas modelo. Por ejemplo, los modelos se pueden modificar para reflejar la expresión génica considerada en esputo de los CF. En el caso de SCFM2, la adición del spermidine puede reducir la expresión génica para la biosíntesis de la poliamina (que es una en relación con más alto que visto en esputo de los CF) para perfeccionar su exactitud.

Esta aproximación es útil para los genes que codifican funciones bien-categorizadas tales como procesos biosintéticos y catabólicos. Como los datos transcriptomic están disponibles, por ejemplo redes de la acción recíproca del gen, los genes de funciones desconocidas se pueden modelar con exactitud similar.

El marco ofrece el potencial de examinar el efecto de la modulación microbiana sobre la expresión génica del aeruginosa del P. El grupo presumió que la adición de microbios puede perfeccionar la exactitud de los genes evasivos del `'. Por otra parte, la adición de los sistemas modelos in vitro de los componentes de la célula inmune puede también ayudar a aclarar las señales que estimulan la expresión génica del aeruginosa del P.

Actualmente, las personas analizaban solamente la exactitud media de la muesca, pero como se categorizan más transcriptomes, las personas esperan que el estudio de la distribución de estas muescas pueda ser cuantificado.

Dirección futura

Las personas contornean la necesidad de probar las deformaciones cosechadas en diversos puntos durante su fase de incremento como representan diversos modelos, debido a sus perfiles distintos de la expresión. Por otra parte, diversos laboratorios pueden conducto los experimentos modelo diferentemente y algunos procesos de la preparación de la biblioteca tienen el potencial de sesgar la exactitud de los cálculos de la muesca. Finalmente, el análisis rio abajo puede afectar muescas.

Las personas concluidas declarando: “Nuestra aproximación se puede también ampliar fácilmente en el futuro a las funciones a nivel comunitario en comunidades polimicrobiales, bastante que simple las funciones de sus piezas individuales”

Fuente

Cornforth, 2020) marcos cuantitativos del DM y otros (para la evaluación modelo en la investigación de la microbiología usando Pseudomonas aeruginosa y la infección de la fibrosis quística como caso de prueba. mBio. doi: 10.1128/mBio.03042-19

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Last Updated: Mar 16, 2020

Hidaya Aliouche

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Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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