Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

מודל ב חוץ גופית כדי לחקור את ההשפעה של טיפול פוטודינמי 5-Aminolevulinic חומצה-מתווכת על Staphylococcus aureus Biofilm

Published: April 16, 2018 doi: 10.3791/57604
* These authors contributed equally

Summary

כתב יד זה מתאר פרוטוקול כדי לחקור את ההשפעה מיקרוביאלית של 5-aminolevulinic חומצה בתיווך טיפול פוטודינמי (ALA-PDT) על ממבנה biofilm Staphylococcus aureus . פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לפתח מודל במבחנה ללמוד לטיפול biofilms חיידקי עם PDT בעתיד.

Abstract

Staphylococcus aureus (S. aureus) הוא. חיידק אנושית נפוצה, הגורמת זיהומים pyogenic ומערכתית. S. aureus זיהומים קשים להשמיד לא רק בשל הופעתה של זנים עמידים לאנטיביוטיקה, אלא גם את יכולתו ליצור biofilms. לאחרונה, כבר ציינו פוטודינמי תרפיה (PDT) בתור אחד של טיפולים פוטנציאליים לשליטה biofilm זיהומים. עם זאת, בהמשך מחקרים נדרשים כדי לשפר את הידע שלנו על השפעתו על biofilms חיידקי, כמו גם את המנגנונים המשמשת כבסיס. כתב יד זה מתאר מודל בתוך חוץ גופית של PDT עם 5-aminolevulinic חומצה (5-ALA), הקדמה על פוטוסנסיטייזר בפועל, protoporphyrin התשיעי (PpIX). בקצרה, בוגר S. aureus biofilms היו מודגרות עם ALA, ואז נחשף לאור. לאחר מכן, השפעת אנטיבקטריאלי ALA-PDT על S. aureus biofilm לכמת על-ידי חישוב המושבה יוצרי יחידות (CFUs), דמיינו ידי הכדאיות פלורסנט מכתים באמצעות לייזר קונפוקלי סורק מיקרוסקופ (CLSM). התוצאות נציג הפגינו השפעה אנטי-בקטריאלי חזק של ALA-PDT על biofilms S. aureus . פרוטוקול זה הוא פשוט והוא יכול לשמש כדי לפתח מודל במבחנה ללמוד הטיפול של S. aureus biofilms עם ALA-PDT. בעתיד, זה יכול גם להיות הפניה במחקרים PDT ניצול אחרים photosensitizers עבור זני חיידקים שונים עם התאמות מינימליות.

Introduction

S. aureus הוא הפתוגן גראם חיובי חשוב זה והצנרות את העור ורירית של בני-אדם כפונדקאים. היכולת שלה ליצור biofilms נחשב היבט חשוב של פתוגנזה שלו1. Biofilms חיידקי הם קהילה של חיידקים בתוך מטריצה מתוצרת עצמית, המורכב משילוב של חומרים פולימריים חוץ-תאית, כולל רב-סוכר, ה-DNA של חלבון. מטריצה זו ממלאת תפקיד משמעותי ההתמדה של זיהומים חיידקיים, לתרום רמה גבוהה של עמידות מערכת החיסון האנושית, טיפולים אנטי מיקרוביאליים הנוכחי2. אנטיביוטיקה הם עדיין הטיפול העיקריים עבור זיהומים biofilm, למרות השפעת אנטיביוטיקה על biofilms מוגבלים. הוכח בעבר כי תאים biofilms הם 10 - 1,000 פעמים יותר עמידים בפני אנטיביוטיקה לעומת עמיתיהם פלנקטוניים שלהם3. לפיכך, אסטרטגיות אלטרנטיביות יש צורך לכבוש את הבעיה.

PDT, טיפול חלופי עבור זיהומים חיידקיים, משתמשת אור באורך גל המתאים כדי להפעיל את photosensitizers. זה מוביל לייצור של מינים חמצן תגובתי (ROS), אשר קטלניים לתאי המטרה על ידי שיבוש דופן התא, inactivating אנזימים, ומזיק דנ א4. מאפיין מטרות מרובות זה מקשה על חיידקים לפתח עמידות לטיפול PDT.

השפעת מיקרוביאלית PDT על biofilms חיידקים ופטריות, עם photosensitizers מרובים, כגון טולדין כחול, אנילין ירוק, כחול מתילן, כלור e6 ו porphyrins, נחקרה הקודם דוחות5,6, 7,8,9,10,11,12,13. 5-ALA, prodrug של פוטוסנסיטייזר בפועל, PpIX, מאופיין על ידי שלה קטן משקל מולקולרי, סיווג מהירה12,14. יתרונות אלה לתת פוטנציאל מרכזי ALA-PDT כיישום טיפולית. למרות ההשפעה של ALA-PDT על חיידקים פלנקטוניים נחקרה על ידי קבוצות רבות12, ההשפעה מיקרוביאלית של ALA-PDT על biofilms חיידקי יש לא ובכל זאת כבר מבואר. בינתיים, קשה להשוות את התוצאות בין מחקרים קודמים. אחת מהסיבות היא כי הפרוטוקולים השונים משמשים על ידי קבוצות מגוונות. לפיכך, פרוטוקול זה מתאר מודל במבחנה של מערכת ALA-PDT בהתבסס על העבודה הקודמת שלנו15. ההשפעה של מודל זה אושר ע י חישוב CFU ואת הכדאיות מכתים עם CLSM.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. ביופילמים

  1. ביופילמים ב 96-ובכן microplates
    1. אחזר את המתח S. aureus USA300 וללחצים 3 להיוות biofilm קליניים (C1 - C3) המאוחסנים ב- 80 ° c
      הערה: היכולת של זנים קליניים כדי ליצור biofilms נקבע על ידי וזמינותו צלחת microtiter שתוארה לעיל15.
    2. לחסן החיידק מ ל טריפטון סויה מרק (TSB) בינוני, מטפחים בתוך אינקובטור ברעידות ב 37 מעלות צלזיוס למשך הלילה לשלב נייח.
    3. Centrifuge התרבות חיידקי לילה ב g x 4,000 10 דקות 25 ° c ולאחר מכן למחוק את תגובת שיקוע. Resuspend כדורי בתוך buffered פוספט תמיסת מלח (PBS) כדי ריכוז סופי של 2.0 x 109 CFU/mL.
      הערה: ריכוז החיידקים היה מוערך על ידי מדידת צפיפות אופטית, בהמשך נקבע לפי לוחית ספירה16, חושף את 1 OD600 של השעיה הכיל 1.5 x 108 CFU/mL.
    4. לדלל את המתלים בקטריאלי כדי 1:200 (1.0 x 107 CFU/mL) בתוך בינוני TSB המכילה 0.5% גלוקוז. לחסן µL 200 של השעיה חיידקיים לתוך כל טוב של התא-תרבות-מטופלים פוליסטירן 96-ובכן microplate.
    5. דגירה של microplate סטטית ב 37 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות ביממה תחת סביבת טוב מחומצן.
      הערה: זמן דגירה ביופילמים בוגרים עשויים להשתנות עבור זני חיידקים שונים; זה צריך להיקבע לפני PDT הניסוי15.
    6. למחוק את המדיה הבארות, לשטוף את בארות microplate בעדינות עם PBS שלוש פעמים ולאחר מכן למחוק את תגובת שיקוע.
      הערה: הצעד צריך להתבצע בעדינות כדי שלא להפריע למטופלים את biofilm במבנה תקין.
  2. ביופילמים במנות
    1. לחסן את המתח S. aureus USA300 לתוך 5 מיליליטר TSB בינוני, מטפחים בתוך אינקובטור ברעידות ב 37 מעלות צלזיוס למשך הלילה לשלב נייח.
    2. Centrifuge התרבות חיידקי לילה ב g x 4,000 10 דקות 25 ° c ולאחר מכן למחוק את תגובת שיקוע. Resuspend כדורי ב- PBS כדי ריכוז סופי של 2.0 x 109 CFU/mL. לאחר מכן, לדלל את המתלים בקטריאלי כדי 1:200 (1.0 x 107 CFU/mL) בתוך בינוני TSB המכילה 0.5% גלוקוז. לחסן 2 מ"ל של השעיה חיידקיים לתוך תבשיל תרבות איכות אופטית 35 מ מ התא התחתון זכוכית, דגירה סטטית ב 37 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות ביממה.
      הערה: ריכוז החיידקים הוערך על ידי מדידת צפיפות אופטית.
    3. תשאף התקשורת עם פיפטה, ואז לשטוף biofilms בצלחת בעדינות עם PBS שלוש פעמים ולאחר מכן, למחוק את תגובת שיקוע בקפידה.
      הערה: להימנע מלגעת הטיפ פיפטה לתחתית של המנה. הצעד 2.2 צריכה להתבצע מיד לאחר שלב זה כדי למנוע התייבשות biofilm בנוי.

2. אור הקרנה

  1. לאחסן במקרר 4 ° C 5-ALA. לפני הניסוי, לדלל 5-ALA תסיים עד 10 מ מ.
    הערה: 5-ALA פתרון צריך להיות טרי מוכן לפני הניסוי.
  2. בקבוצה ניסיוני, להוסיף 200 µL 10 מ מ ALA מכל קידוח של microplate או 2 מ"ל לצלחת תרבות. מכסים את הכלי/הצלחת עם רדיד אלומיניום, תקופת דגירה של 1 h. לאחר מכן, להאיר את המנה/הצלחת עם דיודות פולטות אור (LED) עם עוצמת האור של mW/cm 1002 ב 1 h להשיג מנה קלה של 360 J/cm2 אורך גל גדול של ± 10 633 ננומטר17.
    הערה: על מנת לאפשר את אנרגיית האור ביעילות, באותה מידה להישלח biofilm כל הכלים/הבארות, לתקן את המרחק מן הפסגה של מקור האור טוב/למנה של 6.0 ס מ ולאחר להגביל את האזור ניסיוני לאזור המרכזי הקרנה (10 ס מ x 8 ס מ)-על מנת להבטיח כי התוצאות הן לשחזור, הניסויים צריכה להתבצע בטמפרטורת החדר אותו.
    בשלב הקרנה LED, כדי למנוע חשיפה ישירה של הצלחת מקורות אור אחרים, כגון אור השמש, תאורת החדר או המנורה, ה-LED הופעלה לפני העברת המנה/הצלחת לאזור הקרנה, האור היה מספיק פיקח כדי לסיים את הפעולה.
  3. להגדיר את קבוצות הבקרה (בשלוש קבוצות שליטה הוקמו בתוך הניסוי שלנו).
    1. עבור הפקד הראשון קבוצה (ALA - LED-), להוסיף µL 200 ל- PBS כל טוב של microplate או 2 מ למנה תרבות. מכסים את הכלי/הצלחת עם רדיד אלומיניום, דגירה זה כבר שעתיים.
    2. עבור קבוצת הביקורת השנייה (ALA + LED-), להוסיף 200 µL 10 מ מ ALA מכל קידוח של microplate או 2 מ"ל לצלחת תרבות. מכסים את הכלי/הצלחת עם רדיד אלומיניום, דגירה זה כבר שעתיים.
    3. עבור קבוצת הביקורת השלישית (ALA-LED +), להוסיף µL 200 ל- PBS כל טוב של microplate או 2 מ למנה תרבות. מכסים את הכלי/הצלחת עם רדיד אלומיניום, דגירה זה מאובטח. ואז חושפים את הצלחת אל ה-LED עם 360 J/cm2 אור הקרנה-אורך גל גדול של ± 10 633 ננומטר17.
      הערה: בשלב הקרנה LED, למנוע חשיפה ישירה של הצלחת מקורות אור אחרים, כגון אור השמש, תאורת החדר או הפנס שלי נתקל בקורה.

3. קביעת יעילותו של טיפול PDT

הערה: כדי לאשר את ההשפעה של ALA-PDT על biofilms S. aureus , הכדאיות של התאים עם או בלי ALA-PDT הוערך על ידי ספירת CFU, כמו גם על ידי צביעת הכדאיות.

  1. קביעה של תאים חיידקיים קיימא
    1. לאחר טיפול ALA-PDT, למחוק את המדיה הבארות, לשטוף את הבארות עם PBS שלוש פעמים כדי להסיר את כל התאים שאינם מחסידי עבור שנינו ניסיוני ולשלוט קבוצות.
      הערה: שלב זה צריך להתבצע בעדינות.
    2. לגרד את תאי חיידקים חסיד ביסודיות מן הבארות עם קצה פיפטה ולאסוף את התאים צינורות חרוט.
    3. Centrifuge התליה חיידקי ב g x 4,000 10 דקות ב 4 ° C, ואז למחוק את תגובת שיקוע.
    4. Resuspend החיידק ב 1 מ"ל של האנזים pancreatin 0.25% ב- PBS, דגירה ב 37 ° C עבור 1.5 h.
    5. צנטריפוגה ב g x 4,000 10 דקות; למחוק את תגובת שיקוע ולאחר מכן resuspend בגדר ב- µL 200 ל- PBS.
    6. עושה 1:10 דילולים טורי של הפתרון תא עם PBS; לאחר מכן, הוסף 5 µL של כל מדגם טורי דילול על צלחת אגר (TSA) סויה טריפטון. דגירה לצלחת TSA ב 37 מעלות צלזיוס במשך 16 שעות; לאחר מכן, לספור (על-ידי בעין בלתי מזוינת) מספר מושבות חיידקים (CFU/mL).
  2. התבוננות S. aureus biofilms על ידי CLSM
    1. לאחר הקרנה בהיר, שטוף biofilms בצלחת תרבות עם PBS שלוש פעמים.
      הערה: שלב זה צריך להתבצע בעדינות.
    2. להוסיף 1 מ"ל של 1 מיקרומטר ירוק-פלורסנט גרעינית, כתם כרומוזום הוא חדיר לקרום התא prokaryotic (למשל, SYTO9), 1 מ"ל של יודיד propidium 1 מיקרומטר (PI) במשך 20 דקות להכתים את biofilm, כמו גם תאים מתים.
    3. להתבונן התאים קיימא (ירוק פלורסצנטיות, Ex / Em 485 nm/530 ננומטר) ותאים מתים (פלואורסצנטי אדום, Ex / Em 485 nm/630nm) תחת CLSM עם עדשה המטרה של שמן-טבילה 63 X 1.4-נה.
    4. ליצור תמונות באמצעות מיקרוסקופ תוכנה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

הכדאיות של החיידק ב biofilms ירדו לאחר הטיפול ALA-PDT בהשוואה הפקדים (ALA - LED-, ALA + LED - ולאחר ALA-LED +) USA300 והן קליניים שלושה זנים (איור 1).

כדי לאשר assay תוצאות CFU ולבחון את תכונות אנטיבקטריאליות ההשפעה של ALA-PDT על ה S. aureus biofilm בחיי עיר, USA300 biofilms היו דמיינו ידי CLSM עם הכדאיות מכתים. התאים קיימא ו מת היו מוכתמים ירוק ואדום פלורסצנטיות, בהתאמה. התמונה הראה כי רוב החיידקים ב biofilms נהרגו על ידי ALA-PDT, אשר היה עקבי עם התוצאות של וזמינותו CFU (איור 2).

Figure 1
איור 1: השפעת ALA-PDT על biofilms. CFU/mL היה יומן-טרנספורמציה ומוצג כ הממוצע ± סטיית התקן USA300, שלושה זנים קליניים (C1 - C3) שטופלו ALA-PDT (ALA + LED +) או בתנאים שליטה (ALA - LED-, ALA + LED, ALA-LED +). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: נציג CLSM תמונות של S. aureus biofilms עם חי/מת מכתים. Biofilms הנוצרת על-ידי חיידקים USA300 טופלו עם או בלי ALA-PDT (החלונית ' ת ALA - LED-, לוח ב': ALA + LED, פאנל c: ALA-פאנל LED +, ALA d: + LED +), ואז מוכתם SYTO9 (ירוק קרינה פלואורסצנטית) ו- PI (פלואורסצנטי אדום) כדי לייצג את החיידקים מתים וחיים באופן עצמאי. שימש מטרה טבילה שמן 63 X 1.4-נה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

PDT מאז טיפול למד היטב לטיפול בסרטן היא הומצאה לפני יותר מ-100 שנה18. במהלך העשור האחרון, PDT הוחל כמו אסטרטגיית מיקרוביאלית, הראה יעילות נגד כמה חיידקים פתוגניים עמידים לאנטיביוטיקה12. בהשוואה למצב פלנקטוניים, biofilms חיידקי מופיעים להיות עמידים יותר בפני טיפול אנטיביוטי3, בעוד ההשפעה של ALA-PDT על biofilms לא מלא נחקר עדיין.

במאמר זה, מערכת ALA-PDT במבחנה תוארה, ההשפעה אנטיבקטריאלי של מודל זה על S. aureus biofilms הודגם. שתי שיטות שימשו כדי לבחון את ההשפעה של ALA-PDT על S. aureus biofilms פרוטוקול זה. בזמן הבדיקה CFU הפגינו את מיקרוביאלית על-ידי חישוב התאים קיימא לאחר הטיפול, פלורסנט הכדאיות מכתים עם CLSM אישר את תוצאות הבדיקה CFU אלא גם זיהתה את התו מורפולוגי של חי, מת חיידקים בתוך באתרו. שימוש בשתי שיטות אנליטיות יחד היא גישה אידיאלי לקביעת השפעת ALA-PDT על biofilms. בהתבסס על תוצאות CLSM, תאי חיידקים מתים בעיקר הופצו בשכבה העליונה, בעוד חלק מהחיידקים ברובד התחתון נותרה בחיים15. האחרון עשוי להיות המקור של מושבות חיידקים ב CFU וזמינותו. תוצאה דומה נצפתה במחקר שנערך על ידי אוניל. et al., אשר הוסבר על ידי הצטברות photosensitizers בשכבה הפנימית נמוכה או חוסר היכולת של האור לחדור אזורים אלה19.

ב פרוטוקול זה, נדגרה את biofilm בוגרת עם 10 מ מ של ALA לשעה לפני חשיפה PDT. פרמטרים אלה נבחרו בהתבסס על התוצאות של שני ניסויים קדם. ראשית, ההשפעה מיקרוביאלית של ALA נבחנה נגד biofilms ללא הקרנה אור באמצעות ריכוזים שונים של ALA וכמויות שונות של זמן דגירה עם S. aureus biofilms. הקבוצות ללא כל השפעה אחרים נבחרו כמו המועמדים. שנית, האפקט PDT זוהה בקבוצות אלה המועמד, הקבוצה עם אפקט אחרים הקטלניים ביותר נבחר לבסוף ב פרוטוקול זה. לפיכך, הפרמטרים המשמשים פרוטוקול זה הבטיחו שלא היתה שום השפעה אחרים של ALA לבד. זמן הדגירה 1-h הוא נמוך באופן משמעותי יותר מאלה המשמשים הקודם מחקרים17,20, שהופך אותו נוח עבור מחקרים במבחנה , פוטנציאל היישום טיפולים רפואיים עתידיים.

ישנן מספר נקודות קריטיות עבור שימוש מוצלח של מודל זה. ראשית, כל התהליך מעורבים שהמניפולציה של ALA מטופלים חיידקים צריכה להתבצע בחשכה. שנית, המניפולציה של biofilms בוגר צריך להיות עדין כדי שלא להפריע למטופלים את biofilm בנוי. שלישית, במבחן CFU, גירוד החיידק מהחלק התחתון של הלוחות צריכה להיות יסודית. בסופו של דבר, אלה שזה עתה הוכנו אמור לשמש; לכן, עדיף להכין ALA בדיוק לפני הניסוי.

למרות פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לבחון את ההשפעה של ALA-PDT ב- S. aureus biofilms ' במבחנה, הוא עדיין שונה המצב הקליני בתוך vivo. לדוגמה, biofilms בגוף האדם נוצרות בדרך כלל על ידי זני חיידקים מרובות21,22, הסביבה בתוך vivo הוא מורכב יותר מאשר כי במבחנה, אשר עשויים להשפיע על השפעת PDT. לכן, ניסויים עתידיים ויוו נדרשים עבור הערכה מלאה של השפעות אנטיבקטריאליות ALA-PDT על biofilms S. aureus . עם זאת, בשל היתרונות של נוחות את סוגיות אתיות של מחקרים ויוו , פלטפורמה זו במבחנה יהיה שימושי ומעשי לשפר את המחקר של ההשפעות של ALA-PDT על biofilms S. aureus . יש גם לציין כי למרות ALA, מבשר של פוטוסנסיטייזר PpIX, יש מאפיינים חיוביים, לרבות אישור מהיר, פחות ולא לטווח קצר יותר רגישות עורית, מוגבל אור חדירה מוגבל נגעים שטחיים בעיקר שלה רעילות שאינו מצטבר14, מנה קלה ו פוטוסנסיטייזר הריכוז הדרוש להשגת הורג חיידקים אולי עדיין יש אפקט הצופה מהצד על יכולת הקיום של התא המארח. לכן, לומד את השינוי של ALA23 לטיפול ממוקד של זני חיידקים פתוגניים נבחרות כמו S. aureus הוא יקר עבור טיפול מיקרוביאלית בעתיד.

פרוטוקול זה לא ניתן להשתמש רק לצורך המחקר של ההשפעה של ALA-PDT על זני S. aureus בעתיד אך ניתן להפנות גם לחקור את השפעתו על biofilms הנוצרת על-ידי חיידקים אחרים. הפרמטרים, הריכוז של ALA ו משך הדגירה חיידקים עם ALA, עשויים להשתנות בין זני חיידקים שונים, אך העקרונות שנדונו לעיל בדרך כלל משותפים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף

Acknowledgments

עבודה זו מומן על ידי הלאומי הטבע מדעי היסוד של סין עבור חוקרים צעירים (מספר 81300810), רופא צעיר שנגחאי תוכנית אימונים (מספר 20141057) הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (81671982, 81271791 ו- 81571955). ברצוננו להודות LetPub (www.letpub.com) על מתן סיוע לשוני במהלך הכנת כתב היד הזה.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Tryptone Soya Broth (TSB) OXOID CM0129B
Tryptone Soya Agar (TSA) OXOID CM0131
SYTO9 Thermo Fisher Scientific L7012 The LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kits 
Propidium iodide (PI) Thermo Fisher Scientific L7012 The LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kits 
Pancreatin Sigma-Aldrich P3292
5-aminolevulinic acid (ALA) Fudan Zhangjiang Bio-Pharm 3.1
Staphylococcus aureus strain USA300 / / The source of USA 300 references “Tenover FC, Goering RV. J Antimicrob Chemother. 2009 Sep; 64(3):441-6”.
Staphylococcus aureus clinical strains (C1-C3) / / All clinical strains were isolated from patients with chronic rhinosinusitis in the Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, Eye and ENT Hospital of Fudan University [Zhang QZ, Zhao KQ, Wu Y, et al. PLoS One. 2017 Mar; 12(3): e0174627].
96-well microplate Corning Inc 3599 Clear Flat Bottom Polystyrene TC-Treated Microplates, Individually Wrapped, with Lid, Sterile
Fluorodish NEST Biotechnology 801001 Glass bottom, Non-pyrogenic
Eppendorf Safe-Lock Tubes, 1.5 mL Eppendorf 0030120086
Eppendorf microcentrifuge 5417 Eppendorf Z365998 | SIGMA
Incubator Thermo Fisher Scientific SHKE4000 MaxQ 4000 Benchtop Orbital Shakers
Light emitting diode (LED) Wuhan Yage Optic and Electronic Technique CO LED-IB
Leica TCS SP8 confocal laser-scanning microscope Leica Microsystems
Leica LAS AF software Leica Microsystems
IMARIS software Bitplane

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lewis, K. Riddle of biofilm resistance. Antimicrob Agents Chemother. 45 (4), 999-1007 (2001).
  2. Rabin, N., et al. Biofilm formation mechanisms and targets for developing antibiofilm agents. Future Med Chem. 7 (4), 493-512 (2015).
  3. Mah, T. F., O'Toole, G. A. Mechanisms of biofilm resistance to antimicrobial agents. Trends Microbiol. 9 (1), 34-39 (2001).
  4. Sharma, M., et al. Toluidine blue-mediated photodynamic effects on staphylococcal biofilms. Antimicrob Agents Chemother. 52 (1), 299-305 (2008).
  5. Rosa, L. P., da Silva, F. C., Nader, S. A., Meira, G. A., Viana, M. S. In vitro effectiveness of antimicrobial photodynamic therapy (APDT) using a 660 nm laser and malachite green dye in Staphylococcus aureus biofilms arranged on compact and cancellous bone specimens. Lasers Med Sci. 29 (6), 1959-1965 (2014).
  6. Rosa, L. P., Silva, F. C., Nader, S. A., Meira, G. A., Viana, M. S. Effectiveness of antimicrobial photodynamic therapy using a 660 nm laser and methyline blue dye for inactivating Staphylococcus aureus biofilms in compact and cancellous bones: An in vitro study. Photodiagnosis Photodyn Ther. 12 (2), 276-281 (2015).
  7. Mai, B., et al. The antibacterial effect of sinoporphyrin sodium photodynamic therapy on Staphylococcus aureus planktonic and biofilm cultures. Lasers Surg Med. 48 (4), 400-408 (2016).
  8. Gandara, L., Mamone, L., Bohm, G. C., Buzzola, F., Casas, A. Enhancement of photodynamic inactivation of Staphylococcus aureus biofilms by disruptive strategies. Lasers Med Sci. 32 (8), 1757-1767 (2017).
  9. Baltazar, L. M., et al. Antimicrobial photodynamic therapy: an effective alternative approach to control fungal infections. Front Microbiol. 6, 202 (2015).
  10. Fernandes, T., Bhavsar, C., Sawarkar, S., D'Souza, A. Current and novel approaches for control of dental biofilm. Int J Pharm. 536 (1), 199-210 (2017).
  11. De Sordi, L., et al. Development of Photodynamic Antimicrobial Chemotherapy (PACT) for Clostridium difficile. PLoS One. 10 (8), e0135039 (2015).
  12. Harris, F., Pierpoint, L. Photodynamic therapy based on 5-aminolevulinic acid and its use as an antimicrobial agent. Med Res Rev. 32 (6), 1292-1327 (2012).
  13. Donnelly, R. F., McCarron, P. A., Tunney, M. M. Antifungal photodynamic therapy. Microbiol Res. 163 (1), 1-12 (2008).
  14. Shi, H., Li, J., Zhang, H., Zhang, J., Sun, H. Effect of 5-aminolevulinic acid photodynamic therapy on Candida albicans biofilms: An in vitro study. Photodiagnosis Photodyn Ther. 15, 40-45 (2016).
  15. Zhang, Q. Z., et al. 5-aminolevulinic acid-mediated photodynamic therapy and its strain-dependent combined effect with antibiotics on Staphylococcus aureus biofilm. PLoS One. 12 (3), 0174627 (2017).
  16. Chang, Y. C., et al. Rapid single cell detection of Staphylococcus aureus by aptamer-conjugated gold nanoparticles. Sci Rep. 3, 1863 (2013).
  17. Barra, F., et al. Photodynamic and Antibiotic Therapy in Combination to Fight Biofilms and Resistant Surface Bacterial Infections. Int J Mol Sci. 16 (9), 20417-20430 (2015).
  18. St Denis, T. G., et al. All you need is light: antimicrobial photoinactivation as an evolving and emerging discovery strategy against infectious disease. Virulence. 2 (6), 509-520 (2011).
  19. O'Neill, J. F., Hope, C. K., Wilson, M. Oral bacteria in multi-species biofilms can be killed by red light in the presence of toluidine blue. Lasers Surg Med. 31 (2), 86-90 (2002).
  20. Li, X., et al. Effects of 5-aminolevulinic acid-mediated photodynamic therapy on antibiotic-resistant staphylococcal biofilm: an in vitro study. J Surg Res. 184 (2), 1013-1021 (2013).
  21. Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., Stoodley, P. Bacterial biofilms: from the natural environment to infectious diseases. Nat Rev Microbiol. 2 (2), 95-108 (2004).
  22. Elias, S., Banin, E. Multi-species biofilms: living with friendly neighbors. FEMS Microbiol Rev. 36 (5), 990-1004 (2012).
  23. Wu, J., et al. Design and Proof of Programmed 5-Aminolevulinic Acid Prodrug Nanocarriers for Targeted Photodynamic Cancer Therapy. ACS Appl Mater Interfaces. 9 (17), 14596-14605 (2017).

Tags

ביולוגיה בעיה 134 טיפול פוטודינמי 5-aminolevulinic חומצה biofilm Staphylococcus aureus פרוטוקול מודל במבחנה
מודל <em>ב חוץ גופית</em> כדי לחקור את ההשפעה של טיפול פוטודינמי 5-Aminolevulinic חומצה-מתווכת על <em>Staphylococcus aureus</em> Biofilm
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Zhao, K. Q., Wu, Y., Yi, Y. X.,More

Zhao, K. Q., Wu, Y., Yi, Y. X., Feng, S. J., Wei, R. Y., Ma, Y., Zheng, C. Q., Qu, D. An In Vitro Model to Study the Effect of 5-Aminolevulinic Acid-mediated Photodynamic Therapy on Staphylococcus aureus Biofilm. J. Vis. Exp. (134), e57604, doi:10.3791/57604 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter