Куркуминоид-опосредованная антимикробная фотодинамическая терапия на мышиной модели кандидоза полости рта
27 октября 2023 г.
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.
Кандидоз полости рта широко распространен, особенно при съемных стоматологических отростках в течение многих лет у людей с ослабленным иммунитетом. Лечение противогрибковыми препаратами имеет недостатки, такие как рецидив и резистентность. Поэтому наша группа уже более 20 лет занимается исследованием терапевтических альтернатив.
Поскольку клинические модели на животных так же важны, как и этапы, предшествующие клиническим испытаниям, мы стремимся создать мышиную модель кандидоза полости рта. Антимикробная фотодинамическая терапия, или APDT, является быстрой альтернативой, которая может широко использоваться в качестве альтернативы существующим противомикробным методам лечения. Он требует комбинации фотосенсибилизатора, света и кислорода для получения антимикробного действия против широкого спектра микроорганизмов полости рта, включая те, которые устойчивы к обычным лекарствам.
Куркумин может быть многообещающим фотосенсибилизатором против биопленок кандиды. Однако это гидрофобный полифенол с низкой растворимостью в воде и биодоступностью. Таким образом, были проведены исследования по повышению эффективности АФДТ, опосредованной куркумином, путем использования систем доставки лекарств или ассоциирования фотосенсибилизатора с антимикробными пептидами.
Широкое использование противогрибковых препаратов привело к глобальному возникновению резистентности у видов кандиды и последующим неудачам лечения. Таким образом, контроль биопленок Candida и борьба с устойчивостью к противогрибковым препаратам с помощью фотодинамического действия были нашим основным направлением исследований. Разработанная нами мышиная модель кандидоза полости рта может быть использована для оценки патогенеза инфекций полости рта, вызванных Candida albicans, и эффективности альтернативных противогрибковых подходов.
Мы использовали модель для оценки эффективности APDT, опосредованного водорастворимым куркуминоидным соединением.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается применение антимикробной фотодинамической терапии (аФДТ) на мышиной модели орального кандидоза. аФДТ использует комбинацию сфокусированного лазерного излучения и водорастворимой смеси куркуманоидов для достижения антимикробного эффекта в отношении микроорганизмов полости рта.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Микробиология
- Терапия
- Здоровье полости рта
Теоретические основы
- Оральный кандидоз широко распространен, особенно у лиц с иммунодефицитом.
- Традиционные противогрибковые методы лечения сталкиваются с такими проблемами, как рецидивы и развитие резистентности.
- Для решения этих проблем исследуются альтернативные методы терапии.
- Животные модели имеют решающее значение для разработки эффективных методов лечения перед проведением клинических испытаний.
Цель исследования
- Создать мышиную модель орального кандидоза.
- Оценить эффективность аПДТ в качестве альтернативного метода лечения.
- Исследовать потенциал применения куркуманоидов в сочетании с синим светодиодным светом.
Используемые методы
- Разработка мышиной модели орального кандидоза.
- Применение антимикробной фотодинамической терапии (аФДТ).
- Использование водорастворимой смеси куркуманоидов.
- Облучение синим светодиодным светом для активации терапии.
Основные результаты
- aPDT продемонстрировала антимикробный эффект в отношении микроорганизмов полости рта.
- Куркуминоиды показали потенциал в снижении выраженности орального кандидоза.
- Комбинация света и куркуминоидов оказалась эффективной на мышиной модели.
- Результаты позволяют предположить, что aPDT может стать жизнеспособной альтернативой противогрибковой терапии.
Выводы
- aPDT является перспективным альтернативным методом лечения орального кандидоза.
- Для подтверждения эффективности в клинических условиях необходимы дальнейшие исследования.
- Данное исследование вносит вклад в разработку новых терапевтических стратегий.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для данной отрасли
Антимикробная фотодинамическая терапия (аФДТ) с использованием куркуминоидов на модели орального кандидоза у мышей отвечает на острую необходимость в альтернативных стратегиях противогрибковой терапии в условиях роста резистентности и частоты рецидивов. Данный доклинический рабочий процесс позволяет количественно оценить противогрибковую эффективность, обеспечивая прогностическую достоверность и снижение механистических рисков на этапе перехода от поиска к доклиническим исследованиям. Воспроизводимость модели и количественные показатели служат основой для принятия решений о продвижении разработок в портфеле противогрибковых средств с учетом рисков.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать противогрибковые механизмы и проверять терапевтические гипотезы в контролируемой системе in vivo.
- Способствует снижению биологических рисков путем количественного определения снижения грибковой нагрузки и оценки гистопатологических изменений.
- Облегчает функциональную валидацию мишеней для интервенций с использованием фотосенсибилизаторов и светового воздействия.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает валидированную модель на животных для стандартизированной оценки кандидатов в противогрибковые препараты.
- Позволяет получать воспроизводимые количественные данные о числе колоний для сравнительного анализа.
- Позволяет оценить зависимости «доза-эффект» и пороги эффективности лечения.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует клинически значимым конечным точкам за счет моделирования орального кандидоза у иммунокомпрометированных хозяев.
- Обеспечивает трансляционную преемственность при переходе от результатов in vitro к подтверждению эффективности in vivo.
- Служит основой для принятия доклинических решений о целесообразности дальнейшей разработки на базе статистически значимого снижения грибковой нагрузки.
Интеграция в конвейеры и рабочие процессы
Данная мышиная модель аПДТ служит связующим звеном между этапом первичных открытий и доклинической валидацией, предоставляя платформу для снижения механистических рисков и количественной оценки эффективности перед переводом исследования в клинику.
- Биология открытий: Количественная оценка противогрибковых эффектов и выяснение механизмов действия фотодинамической терапии с использованием куркуминоидов.
- Скрининг: Стандартизация условий анализа in vivo для получения воспроизводимых количественных измерений грибковой нагрузки.
- Аналитика: Применение статистического анализа (ANOVA Уэлча, критерий Геймса-Хоуэлла) для сравнения групп лечения и установления значимости.
- Трансляционные исследования: Моделирование клинически значимой инфекции и иммуносупрессии для обеспечения доклинического развития.
- Корпоративное повторное использование: Создание воспроизводимой модели на животных для оценки альтернативных методов противогрибковой терапии.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неопределенность при оценке кандидатов в противогрибковые препараты.
- Операционная ценность: Обеспечивает получение стандартизированных, масштабируемых и воспроизводимых данных об эффективности in vivo.
- Стратегическая ценность: Позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и эффективно распределять капитал при сортировке портфеля проектов.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритезацию противогрибковых активов с учетом рисков на основе количественных доклинических результатов.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с животными, знание протоколов иммуносупрессии и моделирования перорального инфицирования.
- Необходим доступ к источникам синего светодиодного (LED) излучения, возможность приготовления фотосенсибилизаторов и проведения количественного микробиологического анализа.
- Требуется стандартизация процедур инфицирования, лечения и анализа между исследовательскими группами.
- Может потребоваться адаптация протокола для других видов грибов или режимов иммуносупрессии.
- Статистическая мощность и размер групп должны быть достаточными для достоверного сравнения эффективности.
