L'effetto sinergico di luce visibile e Gentamicina su<em> Pseudomonas aeruginosa</em> Microrganismi
Summary
Mostriamo che un dispositivo biomedicale sviluppato comporta il trattamento laser basato visibile continua o pulsata che è combinato con il trattamento antibiotico (gentamicina), determina una statisticamente significativo effetto sinergico che porta a una riduzione della vitalità<em> P. aeruginosa</em> PAO1, da 8 diario di rispetto alla sola terapia antibiotica.
Abstract
Recentemente ci sono state diverse pubblicazioni sul effetto battericida della luce visibile, la maggior parte di loro sostenendo che parte blu dello spettro (400 nm-500 nm) è responsabile per l'uccisione di vari agenti patogeni 1-5. L'effetto fototossica di luce blu è stato suggerito di essere il risultato di specie reattive dell'ossigeno luce-indotti (ROS) di formazione per fotosensibilizzanti batteriche endogene che per lo più assorbono la luce nella regione blu 4,6,7. Ci sono anche segnalazioni di effetti biocidi del rosso e del vicino infrarosso 8 così come la luce verde 9.
Nel presente studio, abbiamo sviluppato un metodo che ci ha permesso di caratterizzare l'effetto di verde ad alta potenza (lunghezza d'onda di 532 nm) Q-switched luce continua (CW) e ad impulsi (QS) su Pseudomonas aeruginosa. Con questo metodo abbiamo anche studiato l'effetto di luce verde in combinazione con il trattamento antibiotico (gentamicina) sulla vitalità dei batteri. P. aeruginosa è acCOMUNI noscomial patogeno opportunista che causa varie malattie. Il ceppo è abbastanza resistente a diversi antibiotici e contiene molti predetto AcrB / Mex-tipo RND multidrug sistemi di efflusso 10.
Il metodo utilizzato fase stazionaria batteri Gram-negativi a vita libera (P. aeruginosa ceppo PAO1), coltivate in Luria Broth (LB) medio esposto a Q-switched e / o CW laser con e senza l'aggiunta del gentamicina antibiotico. La vitalità cellulare è stata determinata in punti temporali diversi. I risultati ottenuti hanno mostrato che il trattamento laser da solo non ha ridotto la vitalità cellulare rispetto al controllo non trattato e che il trattamento gentamicina sola solo portato a una riduzione 0,5 log nella conta vitale per P. aeruginosa. Il laser combinato e trattamento gentamicina, tuttavia, hanno comportato un effetto sinergico e la vitalità di P. aeruginosa è stato ridotto di 8 log di.
Il metodo proposto può essere ulteriormente attuaretato attraverso lo sviluppo di catetere come dispositivo in grado di iniettare una soluzione di antibiotico nell'organo infetto mentre simultaneamente illuminando la zona con luce.
Protocol
Representative Results
Discussion
La fototerapia è stata un campo di ricerca multidisciplinare avanzata negli ultimi anni emergono come un approccio promettente per il trattamento di numerose malattie. In questo contesto l'uso della luce nella gamma visibile è stata ampiamente studiata. Per esempio, si è scoperto che le ferite infette possono essere guariti più efficacemente esponendoli a luce intensa per scopi di sterilizzazione. Il meccanismo di azione di questo approccio è stato dimostrato di essere attraverso l'induzione di radicali del…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Lauria Broth | Difco | 241420 | |
| Gentamycin | Sigma | G1914 | |
| Bacto Agar | Difco | 231710 |
References
- Feuerstein, O., Persman, N., Weiss, E. I. Phototoxic Effect of Visible Light on Porphyromonas gingivalis and Fusobacterium nucleatum: An In Vitro Study. Photochemistry and Photobiology. 80, 412-415 (2004).
- Enwemeka, C. S., Williams, D., Enwemeka, S. K., Hollosi, S., Yens, D. Blue 470-nm light kills methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in vitro. Photomed. Laser Surg. 27, 221-226 (2009).
- Guffey, J. S., Wilborn, J. In vitro bactericidal effects of 405-nm and 470-nm. Photomed. Laser Surg. 24, 684-688 (2006).
- Lipovsky, A., Nitzan, Y., Friedman, H., Lubart, R. Sensitivity of Staphylococcus aureus strains to broadband visible light. Photochem. Photobiol. 85, 255-260 (2008).
- Lipovsky, A., Nitzan, Y., Lubart, R. A possible Mechanism for visible light induced wound healing. Lasers in Surgery and Medicine. 40, 509-514 (2008).
- Lipovsky, A., Nitzan, Y., Gedanken, A., Lubart, R. Visible light-induced killing of bacteria as a function of wavelength: Implication for wound healing. Lasers in Surgery and Medicine. 42, 467-472 (2010).
- Feuerstein, O., Ginsburg, I., Dayan, E., Veler, D., Weiss, E. Mechanism of Visible Light Phototoxicity on Porphyromonas gingiwalis and Fusobacferium nucleaturn. Photochemistry and Photobiology. 81, 1186-1189 (2005).
- Nussbaum, E. L., Lilge, L., Mazzulli, T. Effects of 630-, 660-, 810-, and 905-nm laser irradiation delivering radiant exposure of 1-50 J/cm2 on three species of bacteria in vitro. J. Clin. Laser Med. Surg. 20, 325-333 (2002).
- Dadras, S., Mohajerani, E., Eftekhar, F., Hosseini, M. Different Photoresponses of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa to 514, 532, and 633 nm Low Level Lasers In Vitro. Current Microbiology. 53, 282-286 (2006).
- Stover, C. K., Pham, X. Q., Erwin, A. L. Complete genome sequence of Pseudomonas aeruginosa PAO1, an opportunistic pathogen. Nature. 406, 952-964 (2000).
- Hamblin, M. R., Demidova, T. N. Mechanisms of low level light therapy. Proc. SPIE. 6140, 1-12 (2006).
- Krespi, Y. P., Stoodley, P., Hall-Stoodley, L. Laser disruption of biofilm. Laryngoscope. 118, 1168-1173 (2008).
- Reznick, Y., Banin, E., Lipovsky, A., Lubart, R., Zalevsky, Z. Direct laser light enhancement of susceptibility of bacteria to gentamycin antibiotic. Opt. Commun. 284, 5501-5507 (2011).
