פרוטוקול זה מתאר את היישום של טיפול פוטודינמי אנטי-מיקרוביאלי (aPDT) במודל מורין של קנדידה אוראלית. aPDT בוצע באמצעות תערובת מסיסה במים של כורכומינואידים ואור LED כחול.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר את היישום של טיפול פוטודינמי אנטי-מיקרוביאלי (aPDT) במודל מורין של קנדידה אוראלית. aPDT בוצע באמצעות תערובת מסיסה במים של כורכומינואידים ואור LED כחול.
טיפול פוטודינמי אנטי-מיקרוביאלי (aPDT) נחקר בהרחבה במבחנה, ומודלים פרה-קליניים של זיהומים בבעלי חיים מתאימים להערכת טיפולים אלטרנטיביים לפני ניסויים קליניים. מחקר זה מתאר את היעילות של aPDT במודל מורין של קנדידה אוראלית. ארבעים עכברים עברו דיכוי חיסוני באמצעות זריקות תת-עוריות של פרדניזולון, ולשונם חוסנה באמצעות מטוש אוראלי שהושרה בעבר בתרחיף תאי C. albicans . טטרציקלין ניתן באמצעות מי שתייה במהלך הניסוי. חמישה ימים לאחר החיסון הפטרייתי, עכברים חולקו באופן אקראי לשמונה קבוצות; קבוצה תשיעית של עכברים לא נגועים שלא טופלו נכללה כקבוצת ביקורת שלילית (n = 5). שלושה ריכוזים (20 μM, 40 μM ו-80 μM) של תערובת כורכומינואידים נבדקו עם נורת LED כחולה (89.2 mW/cm2; ~455 nm) וללא אור (קבוצות C+L+ ו-C+L, בהתאמה). אור בלבד (C-L+), ללא טיפול (C-L-), ובעלי חיים ללא זיהום הוערכו כקבוצת ביקורת. הנתונים נותחו באמצעות מבחני ANOVA ו-Games-Howell של וולש (α = 0.05). קנדידה אוראלית הוקמה בכל בעלי החיים הנגועים ודמיינה באופן מקרוסקופי באמצעות נוכחות של כתמים לבנים אופייניים או pseudomembranes על גבי הלשונות. חלקים היסטופתולוגיים אישרו נוכחות גדולה של שמרים וחוטים המוגבלים לשכבה הקרטיניסטית של האפיתל בקבוצת C-L, ונוכחותם של תאים פטרייתיים הופחתה חזותית בתמונות שהתקבלו מעכברים שנחשפו ל- aPDT עם כורכומינואידים של 40 מיקרומטר או 80 מיקרומטר. aPDT בתיווך כורכומינואידים של 80 מיקרומטר קידם ירידה של 2.47 לוג10 בספירת מושבות בהשוואה לאלה בקבוצת C-L- (p = 0.008). כל הקבוצות האחרות לא הראו ירידה מובהקת סטטיסטית במספר המושבות, כולל קבוצות פוטונסיטייזר (C+L-) או אור בלבד (C-L+). aPDT בתיווך כורכומינואיד הפחית את העומס הפטרייתי מהלשונות של עכברים.
קנדידה אוראלית (OC) היא הזיהום הפטרייתי העיקרי של חלל הפה; זה נגרם על ידי צמיחת יתר של קנדידה spp. גורמים מקדימים לOC כוללים תפקוד אנדוקריני, שימוש באנטיביוטיקה רחבת טווח, רדיותרפיה וכימותרפיה, חסרים תזונתיים, קסרוסטומיה (זרימת רוק נמוכה), שימוש בשיניים תותבות, היגיינה לקויה, ובמיוחד, דיכוי חיסוני1. מבין מיני הקנדידה , קנדידה אלביקנס היא הנפוצה והארסית ביותר; הוא נמצא כמין קומנסלי בגוף האדם וכפתוגן אופורטוניסטי. ל-C. albicans יש את היכולת לשנות את המורפולוגיה שלו משמרים קומנסליים (blastopores) לחוטים פתוגניים (hyphae ו-pseudohyphae)2. צורות נימה, במיוחד hyphae, יכול לפלוש אפיתל המארח על ידי אנדוציטוזה או חדירה פעילה, גרימת זיהום3. גורמי אלימות אחרים של C. albicans כוללים הידבקות, היווצרות ביופילם והפרשת אנזימים ורעלים ליפוליטיים והידרוליטיים, כגון ליפאזות, פוספוליפאזות, פרוטאינאזות וקנדידליזין4.
טיפולי OC כוללים שימוש בחומרים אנטי פטרייתיים, במיוחד פוליאנים ואזולים מקומיים (ניסטטין ומיקונזול)5. עם זאת, הם מראים יעילות רק לטווח קצר, והישנות היא תכופה. בנוסף, שימוש יתר של antifungals הוליד את הבעיה של התפתחות עמידות אנטי פטרייתית והתפשטות6. לכן, יש צורך בטיפולים אלטרנטיביים, כגון טיפול פוטודינמי אנטי-מיקרוביאלי (aPDT), המשלב פוטו-נסיטייזר (PS) ואור באורך גל מתאים (זהה לזה של ספיגת PS) בנוכחות חמצן. PSS קשורים לתאים או נקלטים בהם, וכאשר הם מופעלים על ידי אור, הם מייצרים מיני חמצן תגובתי (ROS) שהם רעילים לתאים רגישים7.
ב-aPDT, אחד הפוטונסיטייזרים (PSs) שבהם נעשה שימוש הוא כורכומין (CUR), תרכובת טבעית המופקת מקני השורש של צמח הכורכום (Curcuma longa L.). יש לכורכומין תכונות טיפוליות רבות, כולל יכולות אנטי דלקתיות, נוגדות חמצון, אנטי-סרטניות ונוגדות חיידקים 8,9. מחקר קודם מצא כי aPDT באמצעות CUR הפחית ביעילות C. albicans במודל murine של קנדידה אוראלית מבלי לגרום נזק לרקמות המארח10. CUR הוא הכורכומינואיד העיקרי המופק מכורכום, אבל גם פוליפנולים אחרים, כמו דמתוקסיכורכומין וביס-דמתוקסיכורכומין, נמצאים בצמח זה. aPDT בתיווך כורכומינואיד הדגים פעילות אנטיבקטריאלית נגד ביופילמים של סטפילוקוקוס זהוב שגודלו בצנתרים11. עם זאת, למיטב ידיעתנו, פעילותו האנטי פטרייתית נגד C. albicans עדיין אינה ברורה. לכן, במחקר זה, הערכנו aPDT בתיווך מלח כורכומינואיד כנגד C. albicans במודל מורין של OC.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול המחקר לשימוש בעכברים אושר על ידי ועדת האתיקה לשימוש בבעלי חיים (מספרי תיקים 05/2008 ו-09/2020) בבית הספר לרפואת שיניים, ארארקוארה, UNESP. C. albicans (ATCC 90028) שימש כזן הייחוס. נקבות עכברים שוויצריות בנות שישה שבועות (n = 45), עם טווח מסת גוף של 20-30 גרם, שימשו במחקר הנוכחי. בעלי החיים סופקו על ידי אוניברסיטת סאו פאולו, UNESP, Botucatu.
1. הכנת PS ובחירת מקור האור עבור aPDT
2. הכנת חיסון C. albicans
3. השראת OC בעכברים
הערה: המתודולוגיה הבאה תוארה בעבר על ידי Takakura et al.13 ושוחזרה על ידי הקבוצה שלנו10,14, עם כמה שינויים.
4. טיפול פוטודינמי אנטי מיקרוביאלי והחלמה של C. albicans מנגעים אוראליים
5. ניתוחים היסטופתולוגיים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מודל מורין של OC הראה כתמים לבנים טיפוסיים ופסאודוממברנות על הלשון של כל העכברים הנגועים (איור 4A). C. albicans שנמצאו מבעלי חיים C-L אישרו התיישבות רקמות על ידי מיקרואורגניזם זה (הערכים נעו בין 1.62 x 104 ל 4.80 x 105 CFU/mL). כצפוי, חיות מקבוצת NCtr לא הראו שינויים כלשהם ברקמות או צמיחת מושבה לאחר הדגימה (איור 4B).
aPDT הפחית את הכדאיות של C. albicans כאשר כורכומינואידים שימשו ב-80 מיקרומטר לפ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
C. albicans נקשר לזיהומים בפה ובוושט אצל אנשים עם מצב של מדוכאי חיסון, סוכרת, שימוש ממושך באנטיביוטיקה והיגיינת פה לקויה 1,3. המחקר של מחלות זיהומיות בבני אדם דורש הן חקירות חוץ גופיות והן חקירות in vivo לפני שניתן יהיה לתכנן ניסויים קליניים בצורה בטוחה ומדויקת. המחקר הנוכחי מתאר שיטה להקמת מודל מורין של OC, אשר ניתן להשתמש בו כדי להעריך את הפתוגנזה של זיהומים אוראליים על ידי C. albicans ואת היעילות של גישות אנטי פטרייתיות 15,1...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מודים על התמיכה הכספית של FAPESP (קרן המחקר של סאו פאולו, מספר תהליך FAPESP #2013/07276-1 (CePID CePOF) ו- 2008/00601-6. אנו מודים גם לד"ר אנה פאולה סילבה על אספקת המידע על מלח מסיס במים המבוסס על CUR.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| C. albicans | ATCC (רוקוויל, מרילנד, ארה"ב) | 90028 | חיסון קנדידה |
| אפנדורף צנטריפוגה 5804/5804R, ב. בראון, מלסונגן, הסן, גרמניה | 022628146 (NA) | משמש להכנת חיסון קנדידה | |
| כלורפרומזין כלוריד 2 מ"ג/מ" | ל בית מרקחת תרכובות, אררקוארה, SP, ברזיל | - | משמש להרגעת בעלי חיים במהלך חיסון קנדידה |
| מלח מסיס במים על בסיס כורכומין | PDTPharma, Cravinhos, ברזיל | - | מורכב מ-53.4% כורכומין טבעי, ו-46.6% מכורכומינואידים אחרים (דמטוקסיכורכומין וביס-דמטוקסיכורכומין). מוכן במים ו-N-MethylD-Glucamine (משקל מולקולרי ממוצע סופי של 730.32 גרם.mol− 1) |
| דלפק מושבה דיגיטלי | CP 600 פלוס, Phoenix Ind Com Equipamentos Cientí ficos Ltda, Araraquara, SP, ברזיל | - | משמש לספירת מושבות על צלחות אגר |
| צ'או עכברים מוחצן | Benelab מזון, תעשייה Qualy Animal Nutrition and Commerce Ltda., Lindó ia, Sã o מדינת פאולו, ברזיל. | - | משמש להאכלת העכברים |
| קטמין הידרוכלוריד 10% | קטמינה, אגנר, יוני&אטילדה; o Quí נציץ Farmacê utica Nacional S/A, Embu-Guaç u, SP, ברזיל | - | משמש להרדמת בעלי חיים לפני טיפולים ולהמתת חסד |
| ידית דיודה פולטת אור (אב טיפוס) | Instituto de Fí sica de Sã o קרלוס, אוניברסיטת Sã o פאולו, Sã o Carlos, SP, ברזיל | - | מיוצר עם LXHL-PR09, Luxeon III Emitter, Lumileds Lighting, סן חוזה, קליפורניה, ארה"ב |
| מתילפרדניזולון אצטט 40 מ"ג | DEPO-MEDROL, פייזר, ניו יורק | - | משמש כמדכא חיסון |
| מיקרוטום | לייקה מיקרוסיסטמס, באנוקבורן, אילינוי, ארה"ב | SM2500 | משמש לחיתוך החלקים הסדרתיים של הלשונות |
| קופסאות פרופילן (בית כלובים) H13 x L20 x D30 ס"מ | ציוד בונת'ר, Ribeirã o Preto, SP, ברזיל | - | שימש להחזקת בעלי החיים לאורך כל תקופת הניסוי |
| Sabouraud Dextrose Agar עם Chloramphenicol | HiMedia, מומבאי, הודו | MM1067-500G | מדיום תרבית לגידול שמרים (אגר) |
| ספקטרופוטומטר | ספקטרופוטומטר Kasvi K37-VIS , Sã o José dos Pinhais, PR, ברזיל | K37-VIS | משמש לסטנדרטיזציה של ריכוז החיסון |
| טטרציקלין הידרוכלוריד | בית מרקחת מורכב, Araraquara, SP, ברזיל | - | אנטיביוטיקה הניתנת כדי לגרום לדיסביוזה בפה |
| שבבי עץ | J.R. שבבי עץ, Comerce of Sawdust Ltda., Conchal, Sã o מדינת פאולו, ברזיל | - | משמש לחיפוי רצפה בתוך קופסאות הדיור |
| Xylazine 2% | Calmiun, Uniã o Quí נציץ Farmacê utica Nacional S/A, Embu-Guaç u, SP, ברזיל | - | משמש בשילוב עם קטמין להרדמה |
| מרק חנקן שמרים | Difco, InterLab, דטרויט, מישיגן, ארה"ב | DF0919-07-3 | מדיום תרבות לגידול שמרים (מרק) |
| מרק דקסטרוז פפטון שמרים | NutriSelect Basic, Sigma Aldrich | Y1375 | מדיום תרבית לשמירה על הזנים ב-80° C ולגדול |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.