Den synergistiske virkning af synligt lys og Gentamycin på<em> Pseudomona aeruginosa</em> Mikroorganismer
Summary
Vi viser, at et udviklet biomedicinske indretning involverer kontinuerlig eller pulserende synlig laser baseret behandling, der er kombineret med antibiotisk behandling (gentamycin), resulterer i en statistisk signifikant synergistisk virkning fører til en reduktion i levedygtighed<em> P. aeruginosa</em> PAO1, med 8 stammens forhold til antibiotisk behandling alene.
Abstract
For nylig var der en række publikationer om baktericide effekt af synligt lys, de fleste af dem hævder, at blå del af spektret (400 nm-500 nm) er ansvarlig for at dræbe forskellige patogener 1-5. Den fototoksiske effekt af blåt lys blev foreslået at være et resultat af lys-inducerede reaktive oxygenarter (ROS) dannelse af endogene bakterielle fotosensibilisatorer som hovedsagelig absorberer lys i det blå område 4,6,7. Der er også rapporter om biocid virkning af røde og nærinfrarøde 8 såvel som grønt lys 9..
I den foreliggende undersøgelse har vi udviklet en metode, der tillod os at karakterisere virkningen af høj effekt grøn (bølgelængde på 532 nm) kontinuerlig (CW) og pulset Q-switched (QS) lys på Pseudomonas aeruginosa. Ved hjælp af denne metode, vi også studeret effekten af grønne lys kombineret med antibiotisk behandling (gentamycin) på bakterierne levedygtighed. P. aeruginosa er acFÆLLES noscomial opportunistisk patogen forårsager forskellige sygdomme. Stammen er forholdsvis modstandsdygtig over for forskellige antibiotika, og indeholder mange forudsagde AcrB / Mex-typen RND multistofudstrømningspumpen systemer 10..
Den anvendte metode fritlevende stationær fase Gram-negative bakterier (P. aeruginosa stamme PAO1), dyrket i Luria Broth (LB) medium udsættes for Q-switched og / eller CW-lasere med og uden tilsætning af antibiotikummet gentamycin. Cellelevedygtighed blev bestemt på forskellige tidspunkter. De opnåede resultater viser, at laserbehandling alene ikke reducerer cellelevedygtigheden sammenlignet med ubehandlet kontrol, og at gentamycin behandling alene kun resulterede i en 0,5 log reduktion i kimtal for P. aeruginosa. Den kombinerede laser og gentamycin behandling dog resulterede i en synergistisk effekt og levedygtigheden af P. aeruginosa blev reduceret med 8 stammens.
Den foreslåede metode kan endvidere være gennemmenteret gennem udvikling af kateteret lignende anordning, der kan injicere et antibiotikum løsning i den inficerede orgel samtidig belyse området med lys.
Protocol
Representative Results
Discussion
Lysbehandling har været et felt af avanceret tværfaglig forskning i de seneste år fremstår som en lovende metode til behandling en lang række sygdomme. I denne forbindelse anvendelsen af lys i det synlige område er blevet grundigt undersøgt. For eksempel har det vist sig, inficerede sår kan blive helbredt mere effektivt ved at udsætte dem for intens synligt lys for sterilisering. Virkningsmekanismen for denne fremgangsmåde viste sig at være gennem induktionen af lys-inducerede oxygenradikaler (ROS), som…
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).
