Summary

وتأثير متناغم من الضوء المرئي والجنتاميسين على<em> Pseudomona الزنجارية</em> الكائنات الدقيقة

Published: July 02, 2013
doi:

Summary

وتبين لنا أن جهاز الطبية الحيوية المتقدمة التي تنطوي مرئية علاج يعتمد على الليزر مستمر أو نابض أن يتم جنبا إلى جنب مع العلاج بالمضادات الحيوية (الجنتاميسين)، والنتائج في تأثير متناغم ذات دلالة إحصائية مما يؤدي إلى انخفاض في قابلية<em> P. الزنجارية</em> PAO1، بنسبة 8 وقارن سجل للعلاج بالمضادات الحيوية وحدها.

Abstract

مؤخرا كانت هناك العديد من المنشورات على تأثير مبيد للجراثيم من الضوء المرئي، ومعظمهم من يدعي ذلك الجزء الأزرق من الطيف (400 نانومتر 500 نانومتر) هو المسؤول عن قتل مسببات الأمراض المختلفة 1-5. واقترح تأثير الضوئية من الضوء الأزرق أن تكون نتيجة لأنواع الاكسجين التفاعلية التي يسببها ضوء (ROS) تشكيل كتبها الضيائية البكتيرية الذاتية والتي تمتص معظم الضوء في المنطقة الزرقاء 4،6،7. وهناك أيضا تقارير عن تأثير مبيد الأحياء من الأحمر وبالقرب من الأشعة تحت الحمراء وكذلك الضوء الاخضر 9.

في هذه الدراسة، قمنا بتطوير طريقة التي سمحت لنا لتوصيف تأثير ارتفاع الطاقة الخضراء (الطول الموجي من 532 نانومتر) المستمرة (CW) ونابض سؤال للتحول (QS) الضوء على الزائفة الزنجارية. باستخدام هذا الأسلوب نحن أيضا دراسة تأثير الضوء الأخضر جنبا إلى جنب مع العلاج بالمضادات الحيوية (الجنتاميسين) على الجدوى البكتيريا. P. الزنجارية هو تيار مترددommon الممرض الانتهازية noscomial تسبب الأمراض المختلفة. سلالة مقاومة للمضادات الحيوية المختلفة إلى حد ما ويحتوي على العديد من توقع AcrB / مكس من نوع RND المتعددة نظم هروب رأس المال 10.

الطريقة المستخدمة ثابتة مرحلة البكتيريا سالبة الجرام التي تعيش بحرية (P. الزنجارية سلالة PAO1)، ونمت في مرق لوريا (LB) متوسطة تتعرض لQ-تبديل و / أو CW الليزر مع وبدون إضافة للجنتاميسين مضاد حيوي. تقرر بقاء الخلية في نقاط زمنية مختلفة. أظهرت النتائج المتحصل عليها أن العلاج بالليزر وحدها لم يقلل من بقاء الخلية مقارنة مع الشاهد غير المعامل وأن العلاج الجنتاميسين وحدها أدت فقط إلى انخفاض سجل 0.5 في العد قابلة للP. الزنجارية. ليزر مجتمعة والعلاج الجنتاميسين، ومع ذلك، أدى إلى تأثير متناغم وجدوى P. تم تخفيض الزنجارية بنسبة 8 سجل ل.

الطريقة المقترحة يمكن أن يكون أبعد implemented عبر تطوير القسطرة مثل جهاز قادر على ضخ محلول مضاد حيوي في الجهاز المصاب في حين إلقاء الضوء في الوقت نفسه منطقة مع الضوء.

Protocol

1. ثقافة البكتيرية P. سالبة الجرام وقد نمت الزنجارية سلالة PAO1 في مرق لوريا (LB) عند 37 درجة مئوية لمدة 18 ساعة. ثم تم طرد ثقافة الخلايا في 7،500 دورة في الدقيقة (طلقة في الدقيقة الواحدة) لمد?…

Representative Results

ويرد الإعداد يعتمد على الليزر تخطيطي في الشكل 1. الشرط التجريبية الأولى والثانية استخدمت CW: YAG الليزر وجود الطول الموجي من 532 نانومتر (التوافقي الثاني من الثانية: YAG) ومتوسط ​​الطاقة الضوئية من 200 ميغاواط. تم تقسيم هذا التردد في مسارين الضوئية باستخدام البصري?…

Discussion

وكان العلاج بالضوء حقل البحوث متعددة التخصصات المتقدمة في السنوات الأخيرة الناشئة باعتبارها نهجا واعدا لعلاج العديد من الأمراض. في هذا السياق استخدام الضوء في المدى المرئي وقد درس على نطاق واسع. على سبيل المثال، فقد وجد أن الجروح المصابة يمكن أن تلتئم بشكل أكثر فعال…

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Guffey, J. S., Wilborn, J. In vitro bactericidal effects of 405-nm and 470-nm. Photomed. Laser Surg. 24, 684-688 (2006).
  4. Lipovsky, A., Nitzan, Y., Friedman, H., Lubart, R. Sensitivity of Staphylococcus aureus strains to broadband visible light. Photochem. Photobiol. 85, 255-260 (2008).
  5. Lipovsky, A., Nitzan, Y., Lubart, R. A possible Mechanism for visible light induced wound healing. Lasers in Surgery and Medicine. 40, 509-514 (2008).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Stover, C. K., Pham, X. Q., Erwin, A. L. Complete genome sequence of Pseudomonas aeruginosa PAO1, an opportunistic pathogen. Nature. 406, 952-964 (2000).
  11. Hamblin, M. R., Demidova, T. N. Mechanisms of low level light therapy. Proc. SPIE. 6140, 1-12 (2006).
  12. Krespi, Y. P., Stoodley, P., Hall-Stoodley, L. Laser disruption of biofilm. Laryngoscope. 118, 1168-1173 (2008).
  13. 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).

Play Video

Cite This Article
Reznick, Y., Banin, E., Lipovsky, A., Lubart, R., Polak, P., Zalevsky, Z. The Synergistic Effect of Visible Light and Gentamycin on Pseudomona aeruginosa Microorganisms. J. Vis. Exp. (77), e4370, doi:10.3791/4370 (2013).

View Video