Этот протокол описывает применение антимикробной фотодинамической терапии (ФДТ) на мышиной модели кандидоза полости рта. ФДТ проводили с использованием водорастворимой смеси куркуминоидов и синего светодиодного света.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол описывает применение антимикробной фотодинамической терапии (ФДТ) на мышиной модели кандидоза полости рта. ФДТ проводили с использованием водорастворимой смеси куркуминоидов и синего светодиодного света.
Антимикробная фотодинамическая терапия (ФДТ) была широко исследована in vitro, а доклинические модели инфекций на животных подходят для оценки альтернативных методов лечения до клинических испытаний. В этом исследовании описывается эффективность аФДТ на мышиной модели кандидоза полости рта. Сорок мышей были иммуносупрессивно введены с помощью подкожных инъекций преднизолона, а их языки были инокулированы с помощью мазка из ротовой полости, предварительно смоченного в клеточной суспензии C. albicans . В ходе эксперимента тетрациклин вводили с питьевой водой. Через пять дней после инокуляции грибка мыши были случайным образом распределены на восемь групп; Девятая группа необработанных неинфицированных мышей была включена в качестве отрицательного контроля (n = 5). Три концентрации (20 мкМ, 40 мкМ и 80 мкМ) смеси куркуминоидов были протестированы с синим светодиодным светом (89,2 мВт/см2; ~455 нм) и без света (группы C+L+ и C+L- соответственно). В качестве контрольной группы оценивали только свет (C-L+), отсутствие лечения (C-L-) и животных без инфекции. Данные анализировали с помощью тестов Уэлча ANOVA и Геймса-Хауэлла (α = 0,05). Кандидоз полости рта был установлен у всех инфицированных животных и визуализировался макроскопически по наличию характерных белых пятен или псевдомембран на тыльной стороне языка. Гистопатологические срезы подтвердили большое присутствие дрожжей и филаментов, ограниченных ороговевшим слоем эпителия в группе C-L-, а присутствие грибковых клеток было визуально снижено на изображениях, полученных от мышей, подвергшихся ФДТ куркуминоидами 40 мкМ или 80 мкМ. ФДТ, опосредованная 80 мкМ куркуминоидами, способствовала снижению количества колоний на 2,47 log10 по сравнению с таковыми в группе C-L- (p = 0,008). Во всех остальных группах не было выявлено статистически значимого снижения количества колоний, включая группы фотосенсибилизаторов (C+L-) или только света (C-L+). Куркуминоид-опосредованная аФДТ снижала грибковую нагрузку от языков мышей.
Кандидоз полости рта (ОК) – основная грибковая инфекция ротовой полости; это вызвано чрезмерным ростом Candida spp. Предрасполагающие факторы к ОК включают эндокринную дисфункцию, применение антибиотиков широкого спектра действия, радио- и химиотерапию, дефицит питательных веществ, ксеростомию (низкий поток слюны), ношение зубных протезов, плохую гигиену и, особенно, иммуносупрессию1. Среди видов Candida Candida albicans является наиболее распространенным и вирулентным; Он обнаруживается в организме человека как комменсальный вид и как условно-патогенный микроорганизм. C. albicans обладает способностью изменять свою морфологию от комменсальных дрожжей (бластопоров) до патогенных филаментов (гиф и псевдогиф)2. Нитевидные формы, особенно гифы, могут проникать в эпителий хозяина путем эндоцитоза или активного проникновения, вызывая инфекцию3. Другие факторы вирулентности C. albicans включают адгезию, образование биопленки и секрецию липолитических и гидролитических ферментов и токсинов, таких как липазы, фосфолипазы, протеиназы и кандидализин4.
Лечение ОК включает использование противогрибковых средств, особенно топических полиенов и азолов (нистатин и миконазол)5. Тем не менее, они показывают только краткосрочную эффективность, и часто рецидивируют. Кроме того, чрезмерное использование противогрибковых препаратов породило проблему развития и распространения устойчивости к противогрибковымпрепаратам6. Поэтому необходимы альтернативные методы лечения, такие как антимикробная фотодинамическая терапия (ФДТ), которая сочетает в себе фотосенсибилизатор (ФС) и свет с соответствующей длиной волны (такой же, как и у поглощения ФС) в присутствии кислорода. ФС связываются с клетками или поглощаются ими и при активации светом продуцируют активные формы кислорода (АФК), которые токсичны для сенсибилизированных клеток7.
В ФДТ одним из фотосенсибилизаторов (ФС) является куркумин (CUR), природное соединение, извлеченное из корневищ растения куркумы (Curcuma longa L.). Куркумин обладает многочисленными терапевтическими свойствами, включая противовоспалительные, антиоксидантные, противораковые и противомикробные свойства 8,9. Предыдущее исследование показало, что ФДТ с использованием CUR эффективно уменьшает C. albicans в мышиной модели кандидоза полости рта, не причиняя никакого вреда тканям хозяина10. CUR является основным куркуминоидом, извлекаемым из куркумы, но в этом растении также содержатся другие полифенолы, такие как деметоксикуркумин и бис-деметоксикуркумин. Куркуминоид-опосредованная аФДТ продемонстрировала антибактериальную активность в отношении биопленок золотистого стафилококка, выращенных в катетерах11. Однако, насколько нам известно, его противогрибковая активность в отношении C. albicans остается неясной. Таким образом, в этом исследовании мы оценили аФДТ, опосредованную куркуминоидной солью, против C. albicans в мышиной модели ОК.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол исследования по использованию мышей был одобрен Комитетом по этике использования животных (номера дел 05/2008 и 09/2020) в Школе стоматологии, Араракура, UNESP. В качестве референтного штамма использовали C. albicans (ATCC 90028). Для настоящего исследования были использованы шестинедельные самки швейцарских мышей (n = 45) с массой тела 20-30 г. Животные были предоставлены Государственным университетом Сан-Паулу, UNESP, Ботукату.
1. Подготовка ПС и выбор источника света для ФДТ
2. Приготовление инокулята C. albicans
3. Индукция ОК у мышей
ПРИМЕЧАНИЕ: Следующая методика была ранее описана Takakura et al.13 и воспроизведена нашей группой10,14 с некоторыми изменениями.
4. Антимикробная фотодинамическая терапия и восстановление C. albicans из поражений полости рта
5. Гистопатологические анализы
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мышиная модель ОК показала типичные белые пятна и псевдомембраны на языке всех инфицированных мышей (рис. 4А). У C. albicans, полученных от C-L- животных, подтверждена колонизация тканей этим микроорганизмом (значения варьировали от 1,62 x 104 до 4,80 x 10,5 КОЕ/мл). Как и ожидалось, у животных из группы NCtr не было выявлено каких-либо изменений в тканях или роста колоний после отбора проб (рис. 4B).
ФД...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
C. albicans ассоциировался с инфекциями полости рта и пищевода у лиц с ослабленным иммунитетом, сахарным диабетом, длительным приемом антибиотиков и плохой гигиеной полости рта 1,3. Изучение инфекционных заболеваний человека требует исследований как in vitro, так и in vivo, прежде чем можно будет безопасно и точно спланировать клинические испытания. В настоящем исследовании описан метод создания мышиной модели ОК, который может быть исп...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы благодарят за финансовую поддержку FAPESP (Исследовательский фонд Сан-Паулу, номер процесса FAPESP #2013/07276-1 (CePID CePOF) и 2008/00601-6. Мы также благодарим доктора Ану Паулу Сильва за предоставленную информацию о водорастворимой соли на основе CUR.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| C. albicans | ATCC (Роквилл, штат Мэриленд, США) | 90028 | для посева Candida |
| Eppendorf Центрифуга 5804/5804R,B. Braun, Мельзунген, Гессен, Германия | 022628146 (NA) | Candida inoculum | |
| 2 мг/мл | Compounding pharmacy, Araraquara, SP, Бразилия | - | Используется для успокоения животных во время инокуляции от кандидоза |
| Водорастворимая соль на основе куркумина | PDTPharma, Cravinhos, Бразилия | - | Состоит на 53,4% из натурального куркумина, и на 46,6% из других куркуминоидов (деметоксикуркумин и бис-деметоксикуркумин). Приготовлен в воде и N-метилD-глюкамине (конечная средняя молекулярная масса 730,32 г.моль&минус; 1) |
| Цифровой счетчик колоний | CP 600 Plus, Phoenix Ind Com Equipamentos Cient; ficos Ltda, Araraquara, SP, Бразилия | - | Используется для подсчета колоний на агаровых пластинах |
| Экструдированный мышиный корм | Benelab food, Industry Qualy Animal Nutrition and Commerce Ltda., Lindó ia, Sã o Штат Паулу, Бразилия. | - | Используется для кормления мышей |
| Кетамина гидрохлорид 10% | Ketamina Agener, Uniã o Quí слюда Farmacê utica Nacional S/A, Embu-Guaç u, SP, Бразилия | - | Используется для обезболивания животных перед процедурами и для эвтаназии |
| Светодиодный наконечник (прототип) | Instituto de Fí sica de Sã o Карлос, Университет Sã o Paulo, Sã o Карлос, СП, Бразилия | - | Изготовлено с использованием LXHL-PR09, излучателя Luxeon III, Lumileds Lighting, Сан-Хосе, Калифорния, США |
| Метилпреднизолона ацетат 40 мг | ДЕПО-МЕДРОЛ, Pfizer, Нью-Йорк | - | Используется в качестве иммунодепрессанта |
| Микротом | Leica Microsystems, Бэннокберн, Иллинойс, США | SM2500 | Используется для резки серийных секций язычков |
| Ящики из пропилена (корпус каркаса) H13 x L20 x D30 см | Bonther Equipaments, Ribeirã o Preto, SP, Бразилия | - | Используется для содержания животных на протяжении всего экспериментального периода |
| Сабуро Декстроза Агар с хлорамфениколом | HiMedia, Мумбаи, Индия | MM1067-500G | Культуральная среда для роста дрожжей (агар) |
| Спектрофотометр | Спектрофотометр Спектрофотометр Kasvi K37-VIS, Sã o José dos Pinhais, PR, Бразилия | K37-VIS | Используется для нормализации концентрации инокулята |
| Тетрациклина гидрохлорид | Аптека по производству рецептурных препаратов, Araraquara, SP, Бразилия | - | Антибиотик, назначаемый для стимуляции дисбактериоза полости рта |
| Древесная стружка | J.R. Древесная стружка, Comerce of Sawdust Ltda., Conchal, Sã o Штат Паулу, Бразилия | - | Используется для напольного покрытия внутри жилых коробок |
| Xylazine 2% | Calmiun, Uniã o Quí слюда Farmacê utica Nacional S/A, Embu-Guaç u, SP, Бразилия | - | Используется в сочетании с кетамином для анестезии |
| Дрожжевой азотный бульон | Difco, InterLab, Детройт, Мичиган, США | DF0919-07-3 | Питательная среда для роста дрожжей (бульон) |
| Отвар пептона декстрозы дрожжей | NutriSelect Basic, Sigma Aldrich | Y1375 | Питательная среда для поддержания штаммов при -80°С; C и расти |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.