Den synergistiska effekten av synligt ljus och Gentamycin på<em> Pseudomona aeruginosa</em> Mikroorganismer
Summary
Vi visar att en utvecklad biomedicinsk anordning innefattar kontinuerlig eller pulsad synlig laser baserad behandling som kombineras med antibiotikabehandling (gentamicin), resulterar i en statistiskt signifikant synergistisk effekt som leder till en minskning av lönsamheten för<em> P. aeruginosa</em> PAO1, med 8 stockens jämfört med antibiotikabehandling ensam.
Abstract
Nyligen fanns det flera publikationer om den baktericida effekten av synligt ljus, de flesta av dem att hävda att blå delen av spektrat (400 nm-500 nm) är ansvariga för att döda olika patogener 1-5. Den fototoxiska effekten av blått ljus har föreslagits vara ett resultat av Ijusinducerade reaktiva syreradikaler (ROS) bildning av endogena bakteriella fotokänslighetsförlänande som oftast absorberar ljus i det blå området 4,6,7. Det finns också rapporter om biocid effekt av röda och nära infraröda 8 samt grönt ljus 9.
I föreliggande studie har vi utvecklat en metod som tillät oss att karaktärisera effekten av hög effekt grön (våglängd 532 nm) kontinuerlig (CW) och pulsade Q-switchad (QS) ljus på Pseudomonas aeruginosa. Med denna metod vi har också studerat effekten av grönt ljus kombinerat med antibiotikabehandling (gentamicin) på bakterierna livskraft. P. aeruginosa är acEMENSAM noscomial opportunistisk patogen som orsakar olika sjukdomar. Stammen är ganska resistent mot olika antibiotika och innehåller många förutspådde AcrB / Mex-typ RND multidrug efflux system 10.
Metoden utnyttjade fritt levande stationär fas gramnegativa bakterier (P. aeruginosa stam PAO1), som odlas i Luria-buljong (LB)-medium utsätts för Q-switchad och / eller CW-lasrar med och utan tillsats av antibiotikumet gentamycin. Cellviabilitet bestämdes vid olika tidpunkter. De erhållna resultaten visade att laser-behandling enbart inte minskade cellviabiliteten jämfört med obehandlad kontroll och att gentamycin behandling ensam endast resulterade i en 0,5 log minskning av viabla celler för P. aeruginosa. Den kombinerade laser och gentamycin behandling, resulterade emellertid i en synergistisk effekt och lönsamhet P. aeruginosa reducerades med 8 stockens.
Den föreslagna metoden kan vidare vara genomföteras genom utveckling av katetern liknande anordning som kan injicera en antibiotisk lösning i infekterade organet samtidigt belysa området med ljus.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ljusbehandling har varit ett område av avancerad tvärvetenskaplig forskning på senare år framstår som en lovande metod för behandling många sjukdomar. I detta sammanhang är användningen av ljus i det synliga området har studerats. Till exempel har det visat sig att infekterade sår kan läkas mer effektivt genom att exponera dem för intensivt synligt ljus för steriliseringsändamål. Verkningsmekanismen för denna strategi har visat sig vara genom induktion av Ijusinducerade syreradikaler (ROS) som dödar ba…
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).
