Cultura microbiologica - Microbiological culture

Colture microbiche su terreni solidi e liquidi

Una coltura microbiologica , o coltura microbica , è un metodo per moltiplicare gli organismi microbici consentendo loro di riprodursi in un terreno di coltura predeterminato in condizioni di laboratorio controllate. Le colture microbiche sono metodi diagnostici fondamentali e di base utilizzati come strumento di ricerca in biologia molecolare .

Le colture microbiche vengono utilizzate per determinare il tipo di organismo, la sua abbondanza nel campione da analizzare o entrambi. È uno dei metodi diagnostici primari della microbiologia e viene utilizzato come strumento per determinare la causa della malattia infettiva consentendo all'agente di moltiplicarsi in un mezzo predeterminato. Ad esempio, una coltura della gola viene eseguita raschiando il rivestimento del tessuto nella parte posteriore della gola e tamponando il campione in un mezzo per essere in grado di schermare i microrganismi dannosi, come lo Streptococcus pyogenes , l'agente eziologico dello streptococco. Inoltre, il termine cultura è più generalmente utilizzato in modo informale per riferirsi alla "crescita selettiva" di un tipo specifico di microrganismo in laboratorio.

Spesso è essenziale isolare una coltura pura di microrganismi. Una coltura pura (o axenica ) è una popolazione di cellule o organismi multicellulari che crescono in assenza di altre specie o tipi. Una coltura pura può provenire da una singola cellula o da un singolo organismo, nel qual caso le cellule sono cloni genetici l' una dell'altra. Allo scopo di gelificare la coltura microbica, viene utilizzato il mezzo di gel di agarosio ( agar ). L'agar è una sostanza gelatinosa derivata dalle alghe . Un sostituto economico dell'agar è la gomma di guar , che può essere utilizzata per l'isolamento e il mantenimento dei termofili .

Cultura batterica

Una cultura di Bacillus anthracis

Esistono diversi tipi di metodi di coltura batterica selezionati in base all'agente coltivato e all'uso a valle.

Colture di brodo

Un metodo di coltura batterica è la coltura liquida, in cui i batteri desiderati sono sospesi in un mezzo nutritivo liquido, come Luria Broth , in un pallone verticale. Ciò consente a uno scienziato di far crescere grandi quantità di batteri per una varietà di applicazioni a valle.

Le colture liquide sono ideali per la preparazione di un test antimicrobico in cui lo sperimentatore inocula il brodo liquido con i batteri e lo lascia crescere durante la notte (possono utilizzare uno shaker per una crescita uniforme). Quindi avrebbero prelevato aliquote del campione per testare l'attività antimicrobica di uno specifico farmaco o proteina ( peptidi antimicrobici ).

Colture liquide del cianobatterio Synechococcus PCC 7002

In alternativa, il microbiologo può decidere di utilizzare colture liquide statiche. Queste colture non vengono agitate e forniscono ai microbi un gradiente di ossigeno.

Piastre di agar

Le colture microbiologiche possono essere coltivate in piastre di Petri di diverse dimensioni che hanno un sottile strato di terreno di crescita a base di agar. Una volta che il terreno di crescita nella capsula di Petri è stato inoculato con i batteri desiderati, le piastre vengono incubate alla temperatura ottimale per la crescita dei batteri selezionati (ad esempio, di solito a 37 gradi Celsius, o la temperatura del corpo umano , per colture da esseri umani o animali, o inferiore per le colture ambientali). Dopo aver raggiunto il livello di crescita desiderato, le piastre di agar possono essere conservate capovolte in frigorifero per un periodo di tempo prolungato per mantenere i batteri per esperimenti futuri.

Ci sono una varietà di additivi che possono essere aggiunti all'agar prima che venga versato in un piatto e lasciato solidificare. Alcuni tipi di batteri possono crescere solo in presenza di determinati additivi. Questo può essere utilizzato anche quando si creano ceppi di batteri ingegnerizzati che contengono un gene di resistenza agli antibiotici . Quando l'antibiotico selezionato viene aggiunto all'agar, solo le cellule batteriche contenenti l'inserto genico che conferisce resistenza potranno crescere. Ciò consente al ricercatore di selezionare solo le colonie che sono state trasformate con successo.

Astine a base di agar

Versione miniaturizzata di piastre di agar implementate per formati dipstick, es. Dip Slide , l'astina di livello digitale mostra il potenziale per essere utilizzato al point-of-care per scopi diagnostici . Hanno vantaggi rispetto alle piastre di agar poiché sono convenienti e il loro funzionamento non richiede esperienza o ambiente di laboratorio, il che consente loro di essere utilizzati presso il point-of-care.

Colture pugnalate

I batteri mobili e non mobili possono essere differenziati lungo le linee delle coltellate. I batteri mobili cresceranno dalla linea di pugnalata mentre i batteri non mobili sono presenti solo lungo la linea di pugnalata.

Le colture Stab sono simili alle piastre di agar, ma sono formate da agar solido in una provetta. I batteri vengono introdotti tramite un ago da inoculazione o una punta di pipetta che viene pugnalata al centro dell'agar. I batteri crescono nell'area perforata. Le colture stabilizzate sono più comunemente utilizzate per la conservazione a breve termine o la spedizione di colture.

Collezioni di culture

Le raccolte di colture microbiche si concentrano sull'acquisizione, autenticazione, produzione, conservazione, catalogazione e distribuzione di colture vitali di microrganismi di riferimento standard , linee cellulari e altri materiali per la ricerca nella sistematica microbica . Le raccolte di colture sono anche depositi di ceppi di tipo .

Principali collezioni di cultura nazionale.
Acronimo di raccolta Nome Posizione
ATCC Collezione di cultura di tipo americano Manassas , Virginia
BCCM Collezioni coordinate belghe di microrganismi Decentrato, Cella di coordinamento a Bruxelles , Belgio
CCUG Culture Collection University of Gothenburg Goteborg, Svezia
CECT Colección Española de Cultivos Tipo Valencia, Spagna
CIP Collection d'Institut Pasteur Parigi , Francia
DSMZ Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen Braunschweig , Germania
ICMP Collezione internazionale di microrganismi dalle piante Auckland , Nuova Zelanda
JCM Collezione giapponese di microrganismi Tsukuba, Ibaraki , Giappone
NCTC Collezione nazionale di culture di tipo Public Health England , Londra , Regno Unito
NCIMB Collezione nazionale di batteri industriali, alimentari e marini Aberdeen , Scozia

Coltura su piastra solida di microrganismi termofili

Per colture in piastra solida di microrganismi termofili come Bacillus acidocaldarius, Bacillus stearothermophilus, Thermus aquaticus e Thermus thermophilus ecc. Che crescono a temperature comprese tra 50 e 70 ° C, la gomma gellano chiarificata a basso contenuto di acile ha dimostrato di essere l'agente gelificante preferito rispetto all'agar per il conteggio o l'isolamento o entrambi i suddetti batteri termofili.

Coltivazione di virus e batteriofagi

Le colture di virus o fago richiedono cellule ospiti in cui il virus o il fago si moltiplicano. Per i batteriofagi , le colture vengono coltivate infettando le cellule batteriche. Il fago può quindi essere isolato dalle placche risultanti in un prato di batteri su un piatto. Le colture di virus sono ottenute dalle loro cellule ospiti eucariotiche appropriate. Il metodo della piastra a strisce è un modo per separare fisicamente la popolazione microbica e viene eseguito diffondendo l'inoculato avanti e indietro con un'ansa da inoculo sulla piastra di agar solida. Dopo l'incubazione, sorgeranno colonie e singole cellule saranno state isolate dalla biomassa. Una volta che un microrganismo è stato isolato in coltura pura, è necessario conservarlo in uno stato vitale per ulteriori studi e utilizzi. Le culture stock devono essere mantenute, in modo tale da non perdere i loro caratteri biologici, immunologici e culturali.

Colture cellulari eucariotiche

Isolamento di colture pure

Per gli eucarioti unicellulari, come il lievito, l'isolamento delle colture pure utilizza le stesse tecniche delle colture batteriche. Le colture pure di organismi multicellulari sono spesso isolate più facilmente selezionando semplicemente un singolo individuo per iniziare una cultura. Questa è una tecnica utile per la coltura pura di funghi , alghe multicellulari e piccoli metazoi , ad esempio.

Lo sviluppo di tecniche di coltura pure è cruciale per l'osservazione del campione in questione. Il metodo più comune per isolare singole cellule e produrre una coltura pura è preparare una piastra a strisce. Il metodo della piastra a strisce è un modo per separare fisicamente la popolazione microbica e viene eseguito diffondendo l'inoculato avanti e indietro con un'ansa da inoculo sulla piastra di agar solida . Dopo l'incubazione, sorgeranno colonie e singole cellule saranno state isolate dalla biomassa. Una volta che un microrganismo è stato isolato in coltura pura, è necessario conservarlo in uno stato vitale per ulteriori studi e utilizzi. Le culture stock devono essere mantenute, in modo tale da non perdere i loro caratteri biologici, immunologici e culturali.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno

  • EFFCA - European Food and Feed Cultutes Association. Informazioni sulla produzione e gli usi delle colture microbiche e sugli aspetti legislativi.