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DE102006045252B4 - Protein-free medium for the cultivation of Borrelia and its use - Google Patents

Protein-free medium for the cultivation of Borrelia and its use Download PDF

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DE102006045252B4
DE102006045252B4 DE200610045252 DE102006045252A DE102006045252B4 DE 102006045252 B4 DE102006045252 B4 DE 102006045252B4 DE 200610045252 DE200610045252 DE 200610045252 DE 102006045252 A DE102006045252 A DE 102006045252A DE 102006045252 B4 DE102006045252 B4 DE 102006045252B4
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Abstract

Verfahren zur Kultivierung von Bakterien des Genus Borrelia, dadurch gekennzeichnet, dass die Bakterien mit einem Protein-freien Kulturmedium in Kontakt gebracht werden, das mindestens eine chemisch definierte Fettsäure oder mindestens einen chemisch definierten Fettsäureester sowie mindestens eine chemisch definierte Zink(II)-Verbindung enthält und das Wachstum der Bakterien unterstützt.Method for culturing bacteria of the Borrelia genus, characterized in that the bacteria are brought into contact with a protein-free culture medium which contains at least one chemically defined fatty acid or at least one chemically defined fatty acid ester and at least one chemically defined zinc (II) compound and supports the growth of bacteria.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Protein-freie Kulturmedien, die zur Kultivierung, insbesondere Vermehrung, von Bakterien des Genus Borrelia geeignet sind, und deren Verwendung zur Kultivierung, insbesondere Vermehrung, von Bakterien des Genus Borrelia. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung Kulturmedien auf Basis der beschriebenen Kulturmedien, die durch Supplementierung mit definierten Komponenten zu erhalten sind, und deren Verwendung zur Kultivierung, insbesondere Vermehrung, von Bakterien des Genus Borrelia.The present invention relates to protein-free culture media which are suitable for culturing, in particular propagation, of bacteria of the genus Borrelia, and their use for culturing, in particular propagation, of bacteria of the genus Borrelia. Furthermore, the present invention relates to culture media based on the described culture media, which can be obtained by supplementation with defined components, and their use for culturing, in particular propagation, of bacteria of the genus Borrelia.

Stand der Technik:State of the art:

Bakterien des Genus Borrelia sind als Erreger mehrerer humaner Erkankungen, insbesondere als Erreger der Lyme-Borreliose und des Rückfallfiebers, beschrieben. Für ihren Nachweis sowie für die Erforschung z. B. des Infektionsmechanismus und die Entwicklung von Impfstoffen werden sie regelmäßig in vitro vermehrt.Borrelia bacteria are described as causing several human diseases, in particular as Lyme disease and relapsing fever. For their proof as well as for the research z. As the infection mechanism and the development of vaccines, they are regularly propagated in vitro.

Für die in vitro-Kultivierung von Borrelien werden im Wesentlichen komplexe Kulturmedien verwendet, die natürliche, chemisch nicht definierbare Bestandteile wie proteinhaltige Serumfraktionen von Mammalia und komplexe Proteingemische, z. B. proteolytisch behandelte Muskelextrakte, Hefeextrakte oder Gelatine enthalten. Als ein Ausführungsbeispiel sei die kommerziell erhältliche Variante mit der Bezeichnung Complete BSK-H angeführt (Produktinformation B8291, Sigma-Aldrich). Ähnliche Zusammensetzungen sind mit den Bezeichnungen MKP und BSK II in der Literatur beschrieben (Ruzic-Sabljic et al. 2004, Int. J Med. Microbiol.).For the in vitro cultivation of Borrelia, essentially complex culture media are used which contain natural, chemically undefinable components such as proteinaceous mammalian serum fractions and complex protein mixtures, e.g. As proteolytically treated muscle extracts, yeast extracts or gelatin. As an embodiment, the commercially available variant with the name Complete BSK-H is mentioned (product information B8291, Sigma-Aldrich). Similar compositions are described in the literature as MKP and BSK II (Ruzic-Sabljic et al., 2004, Int J Med. Microbiol.).

Nachteiligerweise unterliegen die chemisch nicht definierbaren Bestandteile dieser Medien starken Schwankungen ihrer Zusammensetzungen von Charge zu Charge, bergen das Risiko der Verunreinigung mit Viren oder Mycoplasmen, sind kostenintensiv in der Herstellung und erschweren das Studium von Sekretionsprozessen und Einflüssen chemisch definierter Komponenten auf die kultivierten Borrelien sowie die gentechnische Veränderung der Borrelien.Disadvantageously, the chemically undefinable components of these media are subject to large variations in their compositions from batch to batch, carry the risk of contamination with viruses or mycoplasma, are expensive to manufacture and complicate the study of secretion processes and effects of chemically defined components on the cultured Borrelia and the genetic modification of borrelia.

Dementsprechend zeigen in vitro-kultivierte Borrelien üblicherweise in Abhängigkeit der jeweils verwendeten Kulturmedien bzw. in Abhängigkeit einzelner Komponenten der jeweils verwendeten Kulturmedien starke Schwankungen ihrer Wachstumsraten und ihrer Genexpression. Insbesondere sind hiervon Gene betroffen, die in vivo in Abhängkeit des jeweiligen Wirtsorganismus exprimiert werden (Pollack et al. 1993, J. Clin. Microbiol.; Yang et al. 2001, Infect. Immun.). Dadurch lassen sich insbesondere Ergebnisse unterschiedlicher Laboratorien, die Borrelien kultivieren, schlecht miteinander vergleichen.Accordingly, in vitro cultured Borrelia usually show, depending on the particular culture media used or depending on individual components of the culture media used in each case strong fluctuations in their growth rates and their gene expression. In particular, this affects genes which are expressed in vivo as a function of the respective host organism (Pollack et al., 1993, J. Clin. Microbiol, Yang et al., 2001, Infect. Immun.). This makes it difficult to compare the results of different laboratories cultivating Borrelia in particular.

Die Entwicklung eines zuverlässigen, chemisch definierten Kulturmediums basierend auf besser standardisierbaren Bestandteilen ist daher erforderlich, um die Untersuchung des Einflusses chemisch definierter Komponenten auf Borrelien und deren gentechnische Veränderung zu erleichtern bzw. zu ermöglichen und Ergebnisse verschiedener Laboratorien zu standardisieren.The development of a reliable, chemically defined culture medium based on more standardized components is therefore necessary to facilitate the investigation of the influence of chemically defined components on Borrelia and their genetic modification and to standardize the results of different laboratories.

Es wurde bereits früher versucht, Borrelien in einem chemisch definierten, Serum-freien Kulturmedium zu kultivieren (Alban et al. 2000, Microbiology). Dabei zeigte sich, dass Borrelien mit dem beschriebenen Kulturmedium RPMI 1640 nicht vermehrbar sind, sondern im Gegenteil, abhängig von der Kultivierungsdauer, absterben. Zwei Wochen nach Beimpfung des Mediums mit lebenden Borrelien waren bereits keine lebenden Borrelien mehr nachweisbar. Dieses Medium ist dementsprechend nicht geeignet zur Lösung der beschriebenen Probleme.It has previously been attempted to culture Borrelia in a chemically defined, serum-free culture medium (Alban et al 2000, Microbiology). It was found that Borrelia with the described culture medium RPMI 1640 are not reproducible, but on the contrary, depending on the cultivation period, die off. Two weeks after inoculation of the medium with living Borrelia, no living Borrelia were detectable. Accordingly, this medium is not suitable for solving the problems described.

Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:

Überraschenderweise wurde nun festgestellt, dass sich die beschriebenen Probleme durch den Gegenstand der Ansprüche 1 bis 15 lösen lassen, insbesondere durch Kultivierung, insbesondere Vermehrung, der Borrelien in Serum-freien, niedrig-Protein-haltigen oder Protein-freien Medien, sodass sie zu einem beliebigen Zeitpunkt nach Beimpfung mehrheitlich lebendig bzw. lebens- und vermehrungsfähig sind. Voraussetzung ist das Entfernen verbrauchten und Zuführen frischen Mediums in geeigneten Intervallen z. B. durch Zentrifugation und Resuspendierung. Dem Fachmann sind solche Notwendigkeiten bei der Kultivierung von Mikroorganismen bekannt.Surprisingly, it has now been found that the problems described can be solved by the subject matter of claims 1 to 15, in particular by culturing, in particular propagation, the Borrelia in serum-free, low-protein or protein-free media, so that they to a Any time after inoculation are mostly alive or able to live and reproduce. Prerequisite is the removal of spent and feeding fresh medium at appropriate intervals z. B. by centrifugation and resuspension. Those skilled in the art are aware of such needs in the cultivation of microorganisms.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht erstmalig die Kultivierung, insbesondere Vermehrung, von Borrelien in Abwesenheit von Serum, insbesondere in Abwesenheit von Proteinen.The present invention makes it possible for the first time to cultivate, in particular multiply, borrelia in the absence of serum, in particular in the absence of proteins.

Es wurde gezeigt, dass Borrelien in Medien entsprechend der Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 oder Tabelle 2, die optional mit unterschiedlichen chemisch definierbaren und chemisch nicht definierbaren Komponenten, etwa Phosphomycin, Rifampicin, Amphotericin B, bovines Serumalbumin (BSA) oder Kaninchenserum, supplementiert waren, kultivierbar, insbesondere vermehrbar, waren. Dabei entsprachen die Wachstumsraten in etwa denen von Borrelien, die in Complete BSK-H kultiviert wurden. Borrelia were shown to be culturable in media corresponding to the compositions shown in Table 1 or Table 2 which were optionally supplemented with various chemically definable and chemically undefinable components such as phosphomycin, rifampicin, amphotericin B, bovine serum albumin (BSA) or rabbit serum , in particular reproducible, were. The growth rates were similar to those of Borrelia, which were cultured in Complete BSK-H.

Darüber hinaus wurde gezeigt, dass das üblichweise verwendete Kaninchenserum und die sonstigen chemisch nicht definierbaren Proteingemische (Muskelextrakt, Hefeextrakt, Gelatine) durch ein Lipidgemisch (L5146, Sigma-Aldrich), das neben dem auch in Complete BSK-H definiert zugegebenen Cholesterin im Wesentlichen Fettsäuren und Fettsäureester enthält, substituiert werden können.In addition, it has been shown that the commonly used rabbit serum and the other chemically non-definable protein mixtures (muscle extract, yeast extract, gelatin) by a lipid mixture (L5146, Sigma-Aldrich), in addition to the cholesterol also defined in Complete BSK-H essentially fatty acids and fatty acid esters can be substituted.

Des Weiteren wurde gezeigt, dass das üblichweise verwendete BSA durch Zink(II)-Verbindungen, insbesondere durch Zink(II)chlorid, substituiert werden kann.Furthermore, it has been shown that the commonly used BSA can be substituted by zinc (II) compounds, in particular by zinc (II) chloride.

Der Nachweis der Identität der kultivierten Organismen wurde durch Westernblot-Analyse mit einem für Outer Surface Protein C (OspC) spezifischen Antiserum aus Kaninchen geführt. Dabei zeigte sich, dass die Menge an exprimiertem OspC jeweils in etwa proportional zu der Menge der kultivierten Borrelien war, woraus zu schließen ist, dass es sich um Borrelien handelte.Evidence of the identity of the cultured organisms was obtained by Western blot analysis with rabbit rabbit antiserum specific for Outer Surface Protein C (OspC). It was found that the amount of OspC expressed was in each case approximately proportional to the amount of cultured Borrelia, which led to the conclusion that they were Borrelia.

Nach Beschreibung der genauen Zusammensetzung von Serumfreien, niedrig-Protein-haltigen oder Protein-freien Medien, die zur Kultivierung, insbesondere Vermehrung, von Borrelien geeignet sind, ist es für den durchschnittlich qualifizierten Fachmann offensichtlich, dass ähnliche Ergebnisse durch Modifizierung oder Veränderung der Erfindung, insbesondere durch Modifizierung oder Veränderung der Zusammensetzung der verwendeten Medien, erzielbar sind, ohne den Betreff der Erfindung oder eines ihrer, Ausführungsbeispiele zu beeinträchtigen. Solche Modifizierungen oder Veränderung sind dementsprechend ebenfalls Gegenstand der Ansprüche 1 bis 15.Having described the exact composition of serum-free, low-protein or protein-free media suitable for cultivating, in particular propagating, Borrelia, it will be apparent to those of ordinary skill in the art that similar results may be obtained by modifying or altering the invention. in particular by modifying or altering the composition of the media used, without affecting the subject of the invention or any of its embodiments. Accordingly, such modifications or alterations are also subject matter of claims 1 to 15.

BeispieleExamples

Beispiel 1: Kultivierung von Borrelien in Serum-freiem MediumExample 1: Cultivation of Borrelia in serum-free medium

Jeweils 30 ml eines steril-filtrierten Mediums der Zusammensetzung entsprechend Tabelle 1 werden mit jeweils 2 × 106 Zellen von Borrelia burgdorferi (Stamm B31), Borrelia afzelii (Stamm VS461) oder Borrelia garinii (Stamm 20047) unter der sterilen Sicherheitswerkbank inokkuliert und bei 37°C in einem geschlossenen Gefäß inkubiert. Während der Inkubation werden die Zellsuspensionen im Abstand von jeweils zwölf Stunden durch leichtes Schütteln verwirbelt. Parallel dazu wird die gleich Anzahl der jeweiligen Organismen in jeweils 30 ml Complete BSK-H (B8291, Sigma-Aldrich) inokkuliert und identisch inkubiert. Zu unterschiedlichen Zeitpunkten werden Proben entnommen und die Zellen mit Hilfe einer geeigneten Zählkammer im Dunkelfeldmikroskop ausgezählt.In each case 30 ml of a sterile-filtered medium of the composition according to Table 1 are inoculated with 2 × 10 6 cells of Borrelia burgdorferi (strain B31), Borrelia afzelii (strain VS461) or Borrelia garinii (strain 20047) under the sterile safety cabinet and 37 ° C incubated in a closed vessel. During the incubation, the cell suspensions are vortexed at intervals of twelve hours each by gentle shaking. In parallel, the same number of respective organisms in each of 30 ml Complete BSK-H (B8291, Sigma-Aldrich) is inoculated and incubated identically. Samples are taken at different times and the cells counted using a suitable counting chamber in the dark field microscope.

Darüber hinaus werden entnommene Zellen in PBS (50 mN Natriumhydrogenphosphat pH 7,4; 150 mM NaCl) resuspendiert und die Menge der enthaltenen Proteine durch eine Proteinbestimmung (DC Assay, Biorad) analysiert. Anschließend werden Proteine der verschiedenen Borrelienproben durch SDS-PAGE aufgetrennt und auf eine Nitrocellulose-Membran transfertiert, erst mit Ponceau S gefärbt und dann mit einem Antiserum gegen OspC aus Kaninchen inkubiert.In addition, extracted cells are resuspended in PBS (50 mM sodium hydrogen phosphate pH 7.4, 150 mM NaCl) and the amount of proteins contained analyzed by protein determination (DC assay, Biorad). Subsequently, proteins of the various borrelia samples are separated by SDS-PAGE and transfected onto a nitrocellulose membrane, stained first with Ponceau S and then incubated with an antiserum against rabbit OspC.

Für die spezifische immunologische Detektion mit Antikörpern wird die Membran, ggf. in Streifen geschnitten, zuerst 15 Minuten mit Universalpuffer (EUROIMMUN) mit 3% (w/v) Milchpulver blockiert. Anschließend wird 3 Stunden mit einem humanen Serum (1:200 in Universalpuffer mit 3% (w/v) Milchpulver) inkubiert. Dann wird dreimal jeweils 5 Minuten mit Universalpuffer gewaschen. In einem zweiten Inkubationsschritt reagieren die im positiven Fall an die Proteine gebundenen Antikörper mit einer Konjugat-Lösung (EUROIMMUN, 1:10 in Universalpuffer verdünnt), die alkalische Phosphatase-markierte Anti-Kaninchen-IgG-Antikörper enthält.For specific immunological detection with antibodies, the membrane, if necessary cut into strips, is first blocked for 15 minutes with Universal buffer (EUROIMMUN) with 3% (w / v) milk powder. Subsequently, it is incubated for 3 hours with a human serum (1: 200 in universal buffer with 3% (w / v) milk powder). Then it is washed three times for 5 minutes each with universal buffer. In a second incubation step, the antibodies bound to the proteins in the positive case react with a conjugate solution (EUROIMMUN diluted 1:10 in universal buffer) containing alkaline phosphatase-labeled anti-rabbit IgG antibodies.

Anschließend wird wie nach der Seruminkubation gewaschen. In einem dritten Inkubationsschritt werden dann die gebundenen Antikörper mit einer NBT/BCIP-Substrat-Lösung (4-Nitrobluetetrazoliumchlorid/Chlorobromoindolylphosphate, EUROIMMUN) nachgewiesen. Tabelle 1 Komponente Konzentration (mg/L) Glycin 50 in BSK-H enthalten Sigma-Aldrich B3528 Hydroxy L-prolin 10 L-Alanin 25 L-Argininehydrochlorid 58 L-Asparaginsäure 30 L-Cysteinhydrochlorid Monohydrat 260 L-Cystin 20 L-Glutaminsäure 75 L-Histidinhydrochlorid Monohydrat 20 L-Isoleucin 20 L-Leucin 60 L-Lysinhydrochlorid 70 L-Methionin 15 L-Phenylalanin 25 L-Prolin 40 L-Serin 25 L-Threonin 30 L-Tryptophan 10 L-Tyrosin Dihydrat Dinatriumsalz 40 L-Valin 25 Ascorbinsäure 50 Biotin 0,01 Cholesterol 0,2 Cholinechlorid 0,5 D-Calciumpantothenat 0,01 Folsäure 0,01 i-Inositol 0,05 Niacinamid 0,025 Nicotinsäure (Niacin) 0,025 Para-Aminobenzoylsäure 0,05 Pyridoxalhydrochlorid 0,025 Fortsetzung Tabelle 1 Komponente Konzentration (mg/L) Pyridoxinhydrochlorid 0,025 in BSK-H enthalten Sigma-Aldrich B3528 Riboflavin 0,01 Thiaminhydrochlorid 0,01 Calciumchloride (CaCl2) (anhyd.) 200 Magnesiumsulfat (MgSO4) (anhyd.) 97,7 Kaliumchlorid (KCl) 400 Natriumbicarbonat (NaHCO3) 2200 Natriumchlorid (NaCl) 6800 Natriumdihydrogenphosphat Monohydrat (NaH2PO4-H2O) 122 2'-Deoxyadenosin 10 2'-Deoxycytidin 11,6 2'-Deoxyguanosin 10 5-Methyl-deoxycytidin 0,1 Co-carboxylase 1 Coenzym A 2,5 D-Glucose 6000 Diphosphopyridinnukleotid (NAD) 7 FAD (Flavinadenindinucleotid) 0,106 Glutathione (red.) 10 Phenolrot 21,24 Natriumacetat Trihydrat 50 Natriumglucuronat Monohydrat 3,9 Thymidin 10 Triphosphopyridinnukleotid (NADP) 1 Tween 80® 5 Uridin 5'-triphosphat 1 N-Acetyl-D-Glucosamin 400 Zitronensäure Dihydrat Dinatriumsalz 700 HEPES 6000 BSA 50000 Neopeptone 5000 Hefeextrakt 2000 Gelatinepepton 10000 Sigma-Aldrich 70951 Lipidmix (1000x) 2 [ml/L] Sigma-Aldrich L5146 Subsequently, it is washed as after the serum incubation. In a third incubation step, the bound antibodies are then detected with an NBT / BCIP substrate solution (4-nitroblue tetrazolium chloride / chlorobromoindolyl phosphate, EUROIMMUN). Table 1 component Concentration (mg / L) glycine 50 in BSK-H contain Sigma-Aldrich B3528 Hydroxy L-proline 10 L-alanine 25 L-Argininehydrochlorid 58 L-aspartic acid 30 L-cysteine hydrochloride monohydrate 260 L-cystine 20 L-glutamic acid 75 L-histidine hydrochloride monohydrate 20 L-isoleucine 20 L-leucine 60 L-lysine hydrochloride 70 L-methionine 15 L-phenylalanine 25 L-proline 40 L-serine 25 L-threonine 30 L-tryptophan 10 L-tyrosine dihydrate disodium salt 40 L-valine 25 ascorbic acid 50 biotin 0.01 cholesterol 0.2 Cholinechlorid 0.5 D-calcium pantothenate 0.01 folic acid 0.01 i-Inositol 0.05 niacinamide 0,025 Nicotinic acid (niacin) 0,025 Para-Aminobenzoylsäure 0.05 pyridoxal hydrochloride 0,025 Continuation Table 1 component Concentration (mg / L) pyridoxine hydrochloride 0,025 in BSK-H contain Sigma-Aldrich B3528 riboflavin 0.01 thiamine hydrochloride 0.01 Calcium chlorides (CaCl 2 ) (anhyd.) 200 Magnesium sulfate (MgSO 4 ) (anhyd.) 97.7 Potassium chloride (KCl) 400 Sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) 2200 Sodium chloride (NaCl) 6800 Sodium dihydrogen phosphate monohydrate (NaH 2 PO 4 -H 2 O) 122 2'-deoxyadenosine 10 2'-deoxycytidine 11.6 2'-deoxyguanosine 10 5-methyl-deoxycytidine 0.1 Co-carboxylase 1 Coenzyme A 2.5 D-glucose 6000 Diphosphopyridine nucleotide (NAD) 7 FAD (flavin adenine dinucleotide) 0.106 Glutathione (red.) 10 phenol 21.24 Sodium acetate trihydrate 50 Sodium glucuronate monohydrate 3.9 thymidine 10 Triphosphopyridine nucleotide (NADP) 1 Tween 80® 5 Uridine 5'-triphosphate 1 N-acetyl-D-glucosamine 400 Citric acid dihydrate disodium salt 700 HEPES 6000 BSA 50000 Neopeptone 5000 yeast extract 2000 gelatin peptone 10000 Sigma-Aldrich 70951 Lipidmix (1000x) 2 [ml / L] Sigma-Aldrich L5146

Ergebnisse:Results:

Bei allen Kulturen, sowohl in dem Medium der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 als auch in Complete BSK-H, zeigt sich nach vier bis zehn Tagen eine Verfärbung des Kulturmedium von rot nach gelb. Der Farbwechsel zeigt jeweils eine Ansäuerung des Mediums durch den Stoffwechsel der enthaltenen Organismen an. Gleichzeitig wird eine Zunahme der Trübung der Suspension durch Zunahme der Anzahl der Organismen beobachtet.In all cultures, both in the medium of the composition according to Table 1 and in Complete BSK-H, a discoloration of the culture medium turns from red to yellow after four to ten days. The color change indicates in each case an acidification of the medium by the metabolism of the contained organisms. At the same time, an increase in the turbidity of the suspension is observed by an increase in the number of organisms.

Die Anzahl der Organismen in allen Kulturen zeigt jeweils einen sigmoidalen Zusammenhang zur Kulturdauer, typisch für sich durch Zellteilung vermehrende Organismen. Die Menge der Organismen bei Erreichen der Plateauphase beläuft sich dabei auf 108 bis 109 Zellen in einer 30 ml Kultur und ist in etwa proportional zur Gesamtproteinmenge der geernteten Zellen (4–6 mg).The number of organisms in all cultures each show a sigmoidal relationship to culture duration, typical of cell division-propagating organisms. The amount of organisms upon reaching the plateau phase amounts to 10 8 to 10 9 cells in a 30 ml culture and is approximately proportional to the total protein amount of the harvested cells (4-6 mg).

Bei auf Proteingehalt normierter Analyse der verschiedenen Proben im Westernblot, verbunden mit der Inkubation mit einem Antiserum gegen OspC zeigt sich jeweils eine Anfärbung eines Proteins entsprechend 25 kDa, der berechneten Masse des OspC. Die in etwa immer gleichstarke Färbung weist auf ein in etwa zur Proteinmenge konstantes Verhältnis des OspC hin.When normalized for protein analysis of the various samples in Western blot, combined with the incubation with an antiserum against OspC shows each a staining of a protein corresponding to 25 kDa, the calculated mass of OspC. The color, which is approximately the same in each case, indicates a ratio of the OspC which is approximately constant with respect to the protein amount.

Beispiel 2: Kultivierung von Borrelien in Protein-freiem Medium Example 2: Cultivation of Borrelia in protein-free medium

Die Kultivierung der drei Borrelien-Stämme erfolgt gemäß Beispiel 1. An Stelle des Mediums der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 wird jedoch ein Medium der Zusammensetzung gemäß Tabelle 2 verwendet.The cultivation of the three Borrelia strains is carried out according to Example 1. Instead of the medium of the composition according to Table 1, however, a medium of the composition according to Table 2 is used.

Der spezifische Nachweis der Borrelien erfolgt durch Westernblot gemäß Beispiel 1. Tabelle 2 Komponente Konzentration (mg/L) Glycin 50 in CMRL enthalten U.S. Biologicals C5900 Hydroxy L-prolin 10 L-Alanin 25 L-Argininehydrochlorid 57,87 L-Asparaginsäure 30 L-Cysteinhydrochlorid Monohydrat 260 L-Cystin 20 L-Glutaminsäure 75 L-Histidinhydrochlorid Monohydrat 20 L-Isoleucin 20 L-Leucin 60 L-Lysinhydrochlorid 70 L-Methionin 15 L-Phenylalanin 25 L-Prolin 40 L-Serin 25 L-Threonin 30 L-Tryptophan 10 L-Tyrosin Dihydrat Dinatriumsalz 40 L-Valin 25 Ascorbinsäure 50 Biotin 0,01 Cholesterol 0,2 Cholinechlorid 0,5 D-Calciumpantothenat 0,01 Folsäure 0,01 i-Inositol 0,05 Niacinamid 0,025 Nicotinsäure (Niacin) 0,025 Para-Aminobenzoylsäure 0,05 Pyridoxalhydrochlorid 0,025 Pyridoxinhydxochlorid 0,025 Riboflavin 0,01 Thiaminhydrochlorid 0,01 Calciumchloride (CaCl2) (anhyd.) 200 Magnesiumsulfat (MgSO4) (anhyd.) 97,69 Kaliumchlorid (KCl) 400 Natriumchlorid (NaCl) 6800 Natriumdihydrogenphosphat Monohydrat (NaH2PO4-H2O) 122 2'-Deoxyadenosin 10 2'-Deoxycytidin 11,6 2'-Deoxyguanosin 10 5-Methyl-deoxycytidin 0,1 Co-carboxylase 1 Coenzym A 2,5 Diphosphopyridinnukleotid (NAD) 7 Fortsetzung Tabelle 2 Komponente Biologicals Konzentration (mg/L) FAD (Flavinadenindinucleotid) 0,106 in CMRL enthalten U.S. C5900 Glutathione (red.) 10 Phenolrot 21,24 Natriumacetat Trihydrat 50 Natriumglucuronat Monohydrat 3,88 Thymidin 10 Triphosphopyridinnukleotid (NADP) 1 Tween 80® 5 Uridin 5'-triphosphat 1 L-Cystein 100 Sigma-Aldrich C7352 D-Glucose 6000 Sigma-Aldrich G8769 N-Acetyl-Glucosamin 400 Sigma-Aldrich A8625 HEPES 6000 Sigma-Aldrich H3537 Zink(II)chlorid 13,6 Sigma-Aldrich Z4875 Lipidmix (1000x) 2 [ml/L] Sigma-Aldrich L5146 The specific detection of Borrelia occurs by Western blot according to Example 1. Table 2 component Concentration (mg / L) glycine 50 in CMRL contain US Biologicals C5900 Hydroxy L-proline 10 L-alanine 25 L-Argininehydrochlorid 57.87 L-aspartic acid 30 L-cysteine hydrochloride monohydrate 260 L-cystine 20 L-glutamic acid 75 L-histidine hydrochloride monohydrate 20 L-isoleucine 20 L-leucine 60 L-lysine hydrochloride 70 L-methionine 15 L-phenylalanine 25 L-proline 40 L-serine 25 L-threonine 30 L-tryptophan 10 L-tyrosine dihydrate disodium salt 40 L-valine 25 ascorbic acid 50 biotin 0.01 cholesterol 0.2 Cholinechlorid 0.5 D-calcium pantothenate 0.01 folic acid 0.01 i-Inositol 0.05 niacinamide 0,025 Nicotinic acid (niacin) 0,025 Para-Aminobenzoylsäure 0.05 pyridoxal hydrochloride 0,025 Pyridoxinhydxochlorid 0,025 riboflavin 0.01 thiamine hydrochloride 0.01 Calcium chlorides (CaCl 2 ) (anhyd.) 200 Magnesium sulfate (MgSO 4 ) (anhyd.) 97.69 Potassium chloride (KCl) 400 Sodium chloride (NaCl) 6800 Sodium dihydrogen phosphate monohydrate (NaH 2 PO 4 -H 2 O) 122 2'-deoxyadenosine 10 2'-deoxycytidine 11.6 2'-deoxyguanosine 10 5-methyl-deoxycytidine 0.1 Co-carboxylase 1 Coenzyme A 2.5 Diphosphopyridine nucleotide (NAD) 7 Continuation Table 2 Component Biologicals Concentration (mg / L) FAD (flavin adenine dinucleotide) 0.106 in CMRL contain US C5900 Glutathione (red.) 10 phenol 21.24 Sodium acetate trihydrate 50 Sodium glucuronate monohydrate 3.88 thymidine 10 Triphosphopyridine nucleotide (NADP) 1 Tween 80® 5 Uridine 5'-triphosphate 1 L-cysteine 100 Sigma-Aldrich C7352 D-glucose 6000 Sigma-Aldrich G8769 N-acetyl glucosamine 400 Sigma-Aldrich A8625 HEPES 6000 Sigma-Aldrich H3537 Zinc (II) chloride 13.6 Sigma-Aldrich Z4875 Lipidmix (1000x) 2 [ml / L] Sigma-Aldrich L5146

Ergebnisse:Results:

Die Ergebnisse entsprechen im Wesentlichen Beispiel 1. Zusätzlich zeigt die Beobachtung der Bakterien im Dunkelfeldmikroskop, dass die in dem Medium der Zusammensetzung gemäß Tabelle 2 kultivierten Borrelien wesentlich kleiner als bei Kultivierung in Complete BSK-H oder Medium der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 sind. Darüber hinaus ist die Zellzahl pro 30 ml Kultur etwa um den Faktor fünf bis zehn erhöht, während die Proteinmenge pro 30 ml Kultur in etwa identisch ist.The results essentially correspond to Example 1. In addition, observation of the bacteria in the dark field microscope shows that the borrelia cultured in the medium of the composition according to Table 2 are substantially smaller than when cultivated in Complete BSK-H or medium of the composition according to Table 1. In addition, the cell count per 30 ml of culture is increased by a factor of about five to ten, while the amount of protein per 30 ml of culture is approximately identical.

Beispiel 3: Passage der Borrelien in unterschiedlichen MedienExample 3: Passage of borrelia in different media

Die Kultivierung der drei Borrelien-Stämme erfolgt gemäß Beispiel 1 oder 2. Kurz vor Erreichen der Plateauphase wird jeweils ein 200 μl Aliquot der jeweiligen Kultur unter der Sicherheitswerkbank entnommen und in ein neues Gefäß mit frischem Medium transferiert. Der Prozess wird über fünf Passagen (ca. vier bis sieben Wochen) weitergeführt.The cultivation of the three Borrelia strains is carried out according to Example 1 or 2. Shortly before reaching the plateau phase, a 200 ul aliquot of each culture is removed under the safety cabinet and transferred to a new vessel with fresh medium. The process will continue over five passages (approximately four to seven weeks).

Der spezifische Nachweis der Borrelien erfolgt durch Westernblot gemäß Beispiel 1.The specific detection of Borrelia is carried out by Western blotting according to Example 1.

Ergebnisse:Results:

Die Ergebnisse entsprechen im Wesentlichen Beispiel 1. Der wiederholte Transfer der Borrelien in frisches Medium führt zu erneutem exponentiellem Wachstum. Dabei spielt es keine Rolle, von welchem verbrauchten Medium (Zusammensetung gemäß Tabelle 1, Zusammensetung gemäß Tabelle 2, Complete BSK-H) in welches frische Medium (Zusammensetung gemäß Tabelle 1, Zusammensetung gemäß Tabelle 2, Complete BSK-H) überimpft wird. Neben der Zunahme der Organismenzahl in der Ausgangskultur ist dies ein weiterer Beweis der Lebensfähigkeit der Mehrheit der enthaltenen Bakterien.The results essentially correspond to Example 1. The repeated transfer of Borrelia into fresh medium leads to renewed exponential growth. It does not matter from which spent medium (composition according to Table 1, composition according to Table 2, Complete BSK-H) in which fresh medium (composition according to Table 1, composition according to Table 2, Complete BSK-H) is inoculated. In addition to the increase in the number of organisms in the starting culture, this is further evidence of the viability of the majority of the bacteria contained.

Claims (12)

Verfahren zur Kultivierung von Bakterien des Genus Borrelia, dadurch gekennzeichnet, dass die Bakterien mit einem Protein-freien Kulturmedium in Kontakt gebracht werden, das mindestens eine chemisch definierte Fettsäure oder mindestens einen chemisch definierten Fettsäureester sowie mindestens eine chemisch definierte Zink(II)-Verbindung enthält und das Wachstum der Bakterien unterstützt.Process for the cultivation of bacteria of the genus Borrelia, characterized in that the bacteria are brought into contact with a protein-free culture medium containing at least one chemically defined fatty acid or at least one chemically defined fatty acid ester and at least one chemically defined zinc (II) compound and supports the growth of the bacteria. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ursprünglich Protein-freies Kulturmedium gemäß Anspruch 1 mit mindestens einer chemisch definierten Protein-haltigen Komponente supplementiert wird.A method according to claim 1, characterized in that an originally protein-free culture medium according to claim 1 is supplemented with at least one chemically defined protein-containing component. Ein Kit für die Kultivierung von Bakterien des Genus Borrelia, dadurch gekennzeichnet, dass das Kit mindestens einen Behälter mit einem Protein-freien Kulturmedium enthält, das mindestens eine chemisch definierte Fettsäure oder mindestens einen chemisch definierten Fettsäureester sowie mindestens eine chemisch definierte Zink(II)-Verbindung enthält und das Wachstum der Bakterien unterstützt.A kit for the cultivation of bacteria of the genus Borrelia, characterized in that the kit contains at least one container with a protein-free culture medium containing at least one chemically defined fatty acid or at least one chemically defined fatty acid ester and at least one chemically defined zinc (II) Contains compound and supports the growth of bacteria. Protein-freie Kulturmedien für die Kultivierung von Bakterien des Genus Borrelia, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine chemisch definierte Fettsäure oder mindestens einen chemisch definierte Fettsäureester sowie mindestens eine chemisch definierte Zink(II)-Verbindung enthalten und das Wachstum der Bakterien unterstützen.Protein-free culture media for the cultivation of bacteria of the genus Borrelia, characterized in that they contain at least one chemically defined fatty acid or at least one chemically defined fatty acid esters and at least one chemically defined zinc (II) compound and support the growth of the bacteria. Kulturmedien gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einfacher Formulierung vorliegen.Culture media according to claim 4, characterized in that they are present in a simple formulation. Kulturmedien gemäß der Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie in konzentrierter Formulierung vorliegen.Culture media according to claim 4, characterized in that they are present in concentrated formulation. Kulturmedien gemäß den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie in zehnfacher Formulierung vorliegen.Culture media according to claims 4 and 6, characterized in that they are present in tenfold formulation. Kulturmedien gemäß den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine chemisch definierte Fettsäure aus der Gruppe Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Icosensäure, Linolsäure, Linelensäure, Arachidonsäure enthalten.Culture media according to claims 4 to 7, characterized in that they contain at least one chemically defined fatty acid from the group of palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, palmitoleic acid, oleic acid, icosenoic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid. Kulturmedien gemäß den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen chemisch definierten Ester enthalten, der durch Veresterung jeweils einer der Fettsäuren aus der Gruppe Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Icosensäure, Linolsäure, Linelensäure, Arachidonsäure, und jeweils einem der Alkohole der Gruppe Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, Glycerol sowie Derivaten dieser Alkohole herstellbar ist.Culture media according to Claims 4 to 8, characterized in that they contain at least one chemically defined ester which is obtained by esterification of one of the fatty acids from the group of palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, palmitoleic acid, oleic acid, icosenoic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, and in each case one of the alcohols of the group methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, glycerol and derivatives of these alcohols can be produced. Kulturmedien gemäß den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge der enthaltenen chemisch definierten Fettsäuren und Fettsäureester zwischen 1 mg/L und 200 mg/L liegt.Culture media according to claims 4 to 9, characterized in that the total amount of chemically defined fatty acids and fatty acid esters contained is between 1 mg / L and 200 mg / L. Kulturmedien gemäß den Ansprüchen 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine chemisch definierte Zink(II)-Verbindung aus der Gruppe Zink(II)chlorid, Zink(II)sulfat, Zink(II)citrat, Zink(II)acetat, Zink(II)bromid, Zink(II)nitrat, Zink(II)phosphat enthalten.Culture media according to claims 4 to 10, characterized in that it comprises at least one chemically defined zinc (II) compound from the group zinc (II) chloride, zinc (II) sulfate, zinc (II) citrate, zinc (II) acetate, Zinc (II) bromide, zinc (II) nitrate, zinc (II) phosphate. Kulturmedien gemäß der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie Zink(II) in einer Konzentration zwischen 10 μM und 1000 μM enthalten. Culture media according to claims 4 to 11, characterized in that they contain zinc (II) in a concentration of between 10 μM and 1000 μM.
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