Die synergistische Wirkung von sichtbarem Licht und Gentamycin auf<em> Pseudomona aeruginosa</em> Mikroorganismen
Summary
Wir zeigen, dass eine entwickelte biomedizinischen Vorrichtung mit kontinuierlicher oder gepulster sichtbaren Laser basierende Behandlung, die mit Antibiotika (Gentamycin), führt zu einer statistisch signifikanten synergistischen Effekt führt zu einer Verringerung der Lebensfähigkeit kombiniert<em> P. aeruginosa</em> PAO1, um 8 log ist eine antibiotische Behandlung allein verglichen.
Abstract
Kürzlich gab es mehrere Veröffentlichungen über die bakterizide Wirkung des sichtbaren Lichts, die meisten von ihnen behaupten, dass blaue Teil des Spektrums (400 nm-500 nm) ist verantwortlich für die Tötung verschiedene Pathogene 1-5. Die phototoxische Wirkung von blauem Licht wurde vorgeschlagen, eine Folge der durch Licht induzierten reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) Bildung durch endogene bakterielle Photosensibilisatoren, die meist absorbieren Licht im blauen Bereich 4,6,7 sein. Es gibt auch Berichte von Biozid-Wirkung der roten und nahen infraroten 8 sowie 9 grünes Licht.
In der vorliegenden Studie haben wir eine Methode, die uns um die Wirkung der hohen Leistung Grün (Wellenlänge 532 nm) kontinuierlich (CW) und gepulste Q-switched (QS) Licht auf Pseudomonas aeruginosa charakterisieren erlaubt. Mit dieser Methode untersuchten wir auch die Wirkung von grünem Licht mit einer Antibiotika-Behandlung (Gentamycin) an der Lebensfähigkeit Bakterien kombiniert. P. aeruginosa ist acommon noscomial opportunistische Erreger verschiedener Erkrankungen. Der Stamm ist ziemlich resistent gegen verschiedene Antibiotika und enthält viele vorhergesagt AcrB / Mex-Art RND Multidrug Effluxsysteme 10.
Das Verfahren verwendet freilebenden stationären Phase Gram-negative Bakterien (P. aeruginosa Stamm PAO1) in Luria Broth (LB)-Medium ausgesetzt Q-switched und / oder CW-Laser mit und ohne Zugabe des Antibiotikums Gentamycin. Die Lebensfähigkeit der Zellen wurde zu unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse zeigten, dass Laser-Behandlung allein nicht reduzieren die Lebensfähigkeit der Zellen im Vergleich zu unbehandelten Kontrolle und dass Gentamycin Behandlung allein nur in einer 0,5 log Reduktion der Keimzahl für P. führte aeruginosa. Die kombinierte Laser-und Gentamycin Behandlung führte jedoch zu einem synergistischen Effekt und die Lebensfähigkeit der P. aeruginosa wurde von 8 LOG reduziert.
Das vorgeschlagene Verfahren kann weiter umgesetztmentiert über die Entwicklung des Katheters ähnliches Gerät in der Lage Einspritzen einer Antibiotika-Lösung in den infizierten Organ gleichzeitig beleuchtet den Bereich mit Licht.
Protocol
Representative Results
Discussion
Lichttherapie ist ein Gebiet der modernen multidisziplinären Forschung in den letzten Jahren Schwellenländern als vielversprechender Ansatz für die Behandlung zahlreicher Krankheiten. In diesem Zusammenhang ist die Verwendung von Licht im sichtbaren Bereich ist eingehend untersucht worden. Zum Beispiel wurde gefunden, dass infizierte Wunden effektiver, indem sie sie intensive sichtbare Licht entkeimt geheilt werden. Der Wirkmechanismus für diesen Ansatz wurde nachgewiesen, dass durch die Induktion von Licht-induzier…
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).
