المعالجة الضوئية اليومية مع الضوء الأحمر لتنظيم "النمو بيوفيلم" المبيضات البيض
Summary
نقدم هنا، بروتوكولا لتقييم نتائج تطبيق الضوء الأحمر على نمو بيوفيلم المبيضات البيض . جهاز ضوء الأحمر غير متسقة مع الطول الموجي ل 635 نانومتر وكثافة الطاقة 87.6 J·cm-2 طبق في جميع أنحاء نمو المبيضات البيض الأغشية الحيوية ح 48.
Abstract
نقدم هنا، بروتوكولا لتقييم نتائج بدل الضوء الأحمر في العلاج على نمو بيوفيلم المبيضات البيض . لزيادة نمو العوالق SN425 المبيضة ، نما إينوكولومس في وسائل الإعلام “قاعدة النيتروجين الخميرة”. لتكوين بيوفيلم، طبقت RPMI 1640 وسائل الإعلام، التي لها تركيزات عالية من الأحماض الأمينية، للمساعدة على نمو بيوفيلم. تعامل الأغشية الحيوية 48 ساعة مرتين في يوم لمدة 1 دقيقة مع جهاز خفيفة غير متماسك (الضوء الأحمر؛ والطول الموجي = 635 نانومتر؛ وكثافة الطاقة = 87.6 J·cm-2). كما تم تطبيق عنصر تحكم إيجابية (PC)، الكلورهيكسيدين 0.12 في المائة (التايوانية)، وكعنصر تحكم سلبية (كارولاينا الشمالية)، 0.89% كلوريد الصوديوم تم تطبيقه على الأغشية الحيوية. مستعمرة تشكيل وحدات (زيمبابوي), كانت كمياً والانسيابيه الوزن الجاف والقابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان بعد العلاج. بإيجاز، البروتوكول المعروضة هنا بسيط واستنساخه ويقدم إجابات فيما يتعلق بالجدوى، مبالغ السكاريد الوزن الجاف وخارج الخلية بعد العلاج الضوء الأحمر.
Introduction
زيادة حالات مرض السكري، تطبيقات المعالجة الكابتة للمناعة، والإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية، ووباء الإيدز، الإجراءات السريرية الغازية واستهلاك المضادات الحيوية واسعة الطيف في السنوات الماضية زادت حالات المبيضات البيض المتصلة بالأمراض1،2. ترتبط عادة بالتنمية بيوفيلم التهابات المبيضة وقد يسبب المظاهر السريرية، مثل داء المبيضات أو المظاهر الجهازية، مثل المبيضات1،2. واحدة من أبرز عوامل الفوعة النمو بيوفيلم هو إنشاء مصفوفة السكاريد خارج الخلية. وتتعاون تشكيل بيوفيلم زيادة المقاومة للعقاقير المضادة للفطور الموجودة، والإجهاد البيئي، والمضيف الآليات المناعية3.
ويبدأ نمو بيوفيلم المبيضة الانضمام المبكر الخلايا العوالق إلى الركازة، متبوعاً بنشر خلايا الخميرة من خلال سطح الركازة، ونمو أصله. المرحلة الأخيرة من النمو بيوفيلم هو مرحلة النضوج، حيث يتم إعاقة التنمية مثل الخميرة ويوسع تنمية أصله، والمصفوفة خارج الخلية إحاطة بيوفيلم4. تتفاعل والانسيابيه المبيضة (EPS) في المصفوفة شكل معقد5،المنان glucan6. تفاعل والانسيابيه أمر بالغ الأهمية للدفاع عن الأغشية الحيوية مكافحة المخدرات7. ومن ثم، يمكن الحد EPS من المصفوفة خارج الخلية المبيضة دعم تطوير بروتوكولات أنتيبيوفيلم جديدة لمكافحة داء المبيضات الفموية.
ينظم الضوء النمو والتنمية، وسلوك العديد من الكائنات الحية8 وتم تطبيقه كمضادات الميكروبات في العلاج الكيميائي الميكروبات الضوئي (الميثاق). وينطبق ميثاق ضوء مرئي طول موجي محدد ومحسس ضيائي امتصاص ضوء9. ومع ذلك، قد الضيائية صعوبات في اختراق بيوفيلم، مما تسبب في انخفاض كفاءة10. فشل العوامل العلاجية في اختراق الأغشية الحيوية تماما سبب في أن الأغشية الحيوية أحياناً يقاوم العلاج بمضادات الميكروبات التقليدية3،5. لإلغاء تنشيط الخلايا الجرثومية المغلقة، يلزم مضادات الميكروبات تتخلل من خلال المصفوفة خارج الخلية؛ ومع ذلك، يميز EPS عقبة ديفوسيونال لمثل هذه الجزيئات بدفع مستوى النقل إلى بيوفيلم أو بالتأثير على استجابة مضادات الميكروبات مع المصفوفة نفسها11.
نظراً للعيوب للميثاق، يبرز استخدام الضوء بحد ذاته كحدوث تحسن قيمة. وكشفت البيانات الأولية أن العلاج بالضوء الأزرق مرتين في يوم إلى حد كبير يحول دون إنتاج EPS الذوبان في بيوفيلم mutans العقدية . بنقصان قدرة EPS-تستعصي على الحل، تناقص الضوء الأزرق بيوفيلم النمو. ومع ذلك، نتائج العلاج الضوئي باستخدام الضوء الأحمر في الأغشية الحيوية المبيضة شحيحة. ومن ثم، كان الهدف من هذا التحقيق لتقييم ما هي طريقة المعالجة الضوئية باستخدام الضوء الأحمر يؤثر على النمو وترتيب بيوفيلم المبيضة . للعلاج مرتين يوميا وعلينا تكييف لدينا مختبر السابقة البروتوكولات9،12 إلى تقديم نموذج بيوفيلم سهلة واستنساخه أن توفر إجابات فيما يتعلق بالجدوى، السكريات الوزن الجاف وخارج الخلية المبالغ بعد العلاج الضوء الأحمر. يمكن استخدام البروتوكول نفسه لاختبار العلاجات الأخرى.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخطوات الأكثر أهمية لاستزراع ناجحة من بيوفيلم المبيضة : 1) للقيام بالعدوى قبل والعدوى في المتوسط YNB تكملة مع الجلوكوز 100 مم؛ 2) الانتظار 90 دقيقة لمرحلة الالتصاق وتغسل بعناية مرتين الآبار بنسبة 0.89 في المائة كلوريد الصوديوم لإزالة الخلايا غير التقيد بها؛ و 3) لإضافة المتوسطة ربمي في الخل?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونشكر الدكتور بولا دا سيلفيرا، كوستا الدكتور سيسيليا اتيم غونسالفس دي أروجو، ماولي شون م.، ماولي م. شين، جانال مالفين أ. د. والدكتور إيريانا زانن لتطوير هذه الدراسة. ونعترف أيضا الدكتور ألكسندر دال جونسون (UCSF) للتبرع إلى الضغط التي تم تحليلها في هذه الدراسة.
Materials
| Clorhexidine 20% | Sigma-Aldrich | C9394 | |
| Dextrose (D-Glucose) Anhydroous | Fisher Chemical | D16-500 | |
| Ethanol 200 proof | Decon Laboratories | DSP-MD.43 | |
| LumaCare LC-122 A | LumaCare Medical Group, Newport Beach, CA, USA | ||
| NaCl | Fisher Chemical | S641-500 | |
| NaOH | Fisher Bioreagents | BP 359-500 | |
| Phenol 5% | Milipore Sigma | 843984 | |
| RPMI 1640 buffered with 3-(N-morpholino) | Sigma | R7755 | |
| Sabouraud dextrose agar supplemented with chloramphenicol | Acumedia | 7306A | |
| Sulfuric acid | Fisher Chemical | SA200-1 | |
| Yeast nitrogen base | Difco | DF0392-15-9 | |
| 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid MOPS | Sigma-Aldrich | M1254 | |
| 24-well polystyrene plate | Falcon | 353935 |
References
- Sardi, J. C. O., Scorzoni, L., Bernardi, T., Fusco-Almeida, A. M., Mendes Giannini, J. M. Candida species: current epidemiology, pathogenicity, biofilm formation, natural antifungal products and new therapeutic options. Journal of Medical Microbiology. 62 (Pt 1), 10-24 (2013).
- Harriott, M. M., Noverr, M. C. Candida albicans and Staphylococcus aureus form polymicrobial biofilms: effects on antimicrobial resistance. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 53 (9), 3914-3922 (2009).
- Srinivasan, A., Lopez-Ribot, J. L., Ramasubramanian, A. K. Overcoming antifungal resistance. Drug Discovery Today Technologies. 11, 65-71 (2014).
- Finkel, J. S., Mitchell, A. P. Genetic control of Candida albicans biofilm development. Nature Reviews Microbiology. 9 (2), 109-118 (2011).
- Zarnowski, R., et al. Novel entries in a fungal biofilm matrix encyclopedia. MBio. 5, e013333 (2014).
- Mitchell, K. F., et al. Community participation in biofilm matrix assembly and function. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (13), 4092-4097 (2015).
- Mitchell, K. F., Zarnowski, R., Andes, D. R. Fungal super glue: the biofilm matrix and its composition, assembly, and functions. PLoS Pathogens. 12, e1005828 (2016).
- Dai, T., et al. Blue light rescues mice from potentially fatal Pseudomonas aeruginosa burn infection: efficacy, safety, and mechanism of action. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 57 (3), 1238-1245 (2013).
- de Sousa, D. L., Lima, R. A., Zanin, I. C., Klein, M. I., Janal, M. N., Duarte, S. Effect of twice-daily blue light treatment on matrix-rich biofilm development. PLoS One. 10 (7), e0131941 (2015).
- Fontana, C. R., et al. The antibacterial effect of photodynamic therapy in dental plaque-derived biofilms. Journal of Periodontal Research. 44 (6), 751-759 (2009).
- Donlan, R. M., Costerton, J. W. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clinical Microbiology Reviews. 15 (2), 167-193 (2002).
- Panariello, B. H. D., Klein, M. I., Pavarina, A. C., Duarte, S. Inactivation of genes TEC1 and EFG1 in Candida albicans influences extracellular matrix composition and biofilm morphology. Journal of Oral Microbiology. 9 (1), 1385372 (2017).
- Gulati, M., Lohse, M. B., Ennis, C. L., Gonzalez, R. E., Perry, A. M., Bapat, P., Valle Arevalo, A., Rodriguez, D. L., L, D., Nobile, C. J. In vitro culturing and screening of Candida albicans biofilms. Current Protocols in Microbiology. 50 (1), e60 (2018).
- Roberts, A. E., Kragh, K. N., Bjarnsholt, T., Diggle, S. P. The limitations of in vitro experimentation in understanding biofilms and chronic infection. Journal of Molecular Biology. 427 (23), 3646-3661 (2015).
- Kucharíková, S., Tournu, H., Lagrou, K., Van Dijck, P., Bujdáková, H. Detailed comparison of Candida albicans and Candida glabrata biofilms under different conditions and their susceptibility to caspofungin and anidulafungin. Journal of Medical Microbiology. 60 (Pt 9), 1261-1269 (2011).
- Weerasekera, M. M., Wijesinghe, G. K., Jayarathna, T. A., et al. Culture media profoundly affect Candida albicans and Candida tropicalis growth, adhesion and biofilm development. Memórias Do Instituto Oswaldo Cruz. 111 (11), 697-702 (2016).
- Kadosh, D., Johnson, A. D. Induction of the Candida albicans filamentous growth program by relief of transcriptional repression: a genome-wide analysis. Molecular biology of the cell. 16 (6), 2903-2912 (2005).
- Paschoal, M. A., Lin, M., Santos-Pinto, L., Duarte, S. Photodynamic antimicrobial chemotherapy on Streptococcus mutans using curcumin and toluidine blue activated by a novel LED device. Lasers in Medical Science. 30 (2), 885-890 (2015).
