Beztlenowce i tolerancja na tlen

Wewnętrzny zespół laboratoryjny firmy Don Whitley Scientific zbadał zmienność tolerancji tlenu wśród bakterii beztlenowych związanych z ludzkim przewodem pokarmowym w celu porównania potencjalnych patogenów z normalną mikroflorą. Wyniki testów zostały zaprezentowane w publikacji podczas zgrupowania „Anaerobe 2021: Mikrobiota i nie tylko”, zorganizowanego w ubiegłym roku przez Towarzystwo Mikrobiologii Beztlenowej.

Chociaż inkubacja w warunkach beztlenowych, stosowana przy wykorzystaniu słojów czy komór do hodowli, jest od wielu lat stosowana w laboratoriach klinicznych do izolacji patogennych bakterii beztlenowych, w ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania potencjalnie terapeutycznymi gatunkami bakterii wywodzącymi się z prawidłowej mikroflory jelitowej. Aby lepiej zrozumieć wymagania wzrostowe takich gatunków, zespół DWS porównał zdolności wybranych patogenów beztlenowych „normalnej mikroflory” do wzrostu na agarze w temperaturze 35°C w obecności wzrastających stężeń tlenu.

Wpływ tlenu badano przy użyciu dwóch różnych komór do hodowli Whitley: modelu A35 zapewniającego ściśle beztlenowe warunki „wzorcowe” oraz modelu H35 zapewniającego precyzyjnie kontrolowane stężenia tlenu atmosferycznego w przyrostach co 0,1%.

W początkowych eksperymentach z dużą gęstością inokulum bakteryjnego potencjalne patogeny Bacteroides fragilis i Clostridioides difficile rosły w obecności do 2,4% v/v tlenu, natomiast powszechne gatunki „normalnej mikroflory” Bifidobacterium, Fusobacterium i Finegoldia tolerowały 0,5-1,0%. Eggerthella lenta tolerowała zaś 0,1%. Gatunki Roseburia, Alistipes, Blautia i Faecalibacterium rosły tylko w ściśle beztlenowych warunkach. Nie były w stanie rosnąć podczas inkubacji w 0,1% tlenu.

Stosując szczepy bakteryjne, które tolerowały co najmniej 0,1% tlenu, laboranci przeprowadzili eksperymenty ilościowe w celu określenia procentowego odzyskania mniejszych inokulum (100 – 300 jtk na płytkach powierzchniowych) w obecności wzrastającego tlenu, w porównaniu ze ściśle beztlenową liczbą kolonii. W 2,0% v/v tlenu, odzysk inokulum dla dwóch szczepów B. fragilis i jednego C. difficile wynosił >80%. W przeciwieństwie do tego odzysk szczepu F. magna zmniejszył się z 83% w 0,1% tlenie do <1% w 0,5% tlenie.

Otrzymane wyniki sugerują, że zmienność tolerancji tlenu między różnymi gatunkami beztlenowców może nie być widoczna w przypadku obecności dużej liczby komórek bakteryjnych, na przykład podczas pracy z silnie skolonizowanymi próbkami klinicznymi lub czystymi kulturami, ale może być znacząca przy niskich poziomach inokulum. Wykazaliśmy również, że normalna ludzka mikrobiota, w szczególności potencjalnie terapeutyczne szczepy, może być wysoce nietolerancyjna na tlen. Surowe warunki beztlenowe i staranne techniki są wymagane podczas pracy z takimi szczepami i są oczywiście zalecane podczas pracy z dowolnymi beztlenowcami.

Link do planszy: [Pobierz PDF]

Firma Don Whitley Scientific od ponad 30 lat jest pionierem w dziedzinie rozwoju i wykorzystania komór o zmodyfikowanej atmosferze dla potrzeb mikrobiologii oraz hodowli komórkowej. Więcej na temat produktów można przeczytać w kategoriach: Hodowla bakterii beztlenowych oraz Komory do hipoksji.