Abstract
Brænd infektioner fortsat være en vigtig årsag til sygelighed og dødelighed. Den stigende fremkomst af multiresistente (MDR) bakterier har ført til hyppige svigt af traditionelle antibiotiske behandlinger. Alternative lægemidler er et presserende behov for at tackle MDR bakterier.
En innovativ ikke-antibiotiske tilgang har antimikrobielle blåt lys (ABL), vist lovende effektivitet mod MDR-infektioner. Virkningsmekanismen af abl endnu ikke er godt forstået. Det er almindeligt antaget, at naturligt forekommende endogene fotosensibiliserende kromoforer i bakterier (fx jern-fri porphyriner, flaviner, etc.) exciteres af Abl, som herefter frembringer cytotoksiske reaktive oxygenarter (ROS) gennem en fotokemisk proces.
Modsætning til en anden lys-baserede antimikrobielle fremgangsmåde, antimikrobiel fotodynamisk terapi (APDT), abl terapi ikke kræver inddragelse af et exogent photosensitizis. Alt det skal træde i kraft, er bestråling af blåt lys; derfor, den er enkel og billig. ABL-receptorerne er de endogene cellulære fotosensibilisatorer i bakterier, snarere end DNA. Således bliver abl menes at være langt mindre genotoksisk værtsceller end ultraviolet-C (UVC) bestråling, som direkte forårsager DNA-skader i værtsceller.
I dette papir, præsenterer vi en protokol til at vurdere effektiviteten af abl terapi for MDR Acinetobacter baumannii infektioner i en musemodel af forbrændinger. Ved at bruge en manipuleret bioluminiscerende belastning, var vi i stand til ikke-invasiv overvågning af omfanget af infektion i realtid i levende dyr. Denne teknik er også et effektivt værktøj til overvågning af rumlige fordeling af infektioner hos dyr.
Introduction
Burn infektioner, som ofte rapporteres på grund af kutane termiske skader, fortsat være en vigtig årsag til sygelighed og dødelighed 1. Forvaltningen af brænde infektioner er blevet yderligere kompromitteret af den stigende fremkomst af multiresistente (MDR) bakteriestammer 2 grund af den massive anvendelse af antibiotika. Et vigtigt MDR Gram-negative bakterier er Acinetobacter baumannii, som er kendt for at være forbundet med seneste kamp sår og er modstandsdygtig over for næsten alle tilgængelige antibiotika 3. Tilstedeværelsen af biofilm på den skadede foci er blevet rapporteret 4, 5 og menes at forværre tolerance over for antibiotika og værtsforsvar 6, 7, der forårsager vedvarende infektioner 8, 9. Derfor er der et pressing behov for at udvikle alternative behandlinger. I det nyligt annoncerede nationale strategi til bekæmpelse af antibiotikaresistente bakterier, er udvikling af alternative lægemidler til antibiotika blevet observeret som en handling fra regeringen i USA 10.
Lys-baserede antimikrobielle fremgangsmåder, som navnet antyder, kræver lys bestråling med eller uden andre midler. Disse fremgangsmåder omfatter antimikrobiel fotodynamisk terapi (APDT), ultraviolet-C (UVC) bestråling, og antimikrobiel blåt lys (ABL). I tidligere undersøgelser har de vist lovende effektivitet i at slå MDR bakteriestammer 11, 12, 13. Blandt de tre lys-baserede tilgange, har ABL tiltrukket stigende opmærksomhed i de senere år på grund af dets iboende antibakterielle egenskaber uden brug af fotosensibiliserende 14. I Comparmenligning til APDT, ABL involverer kun brugen af lys, mens APDT kræver en kombination af lys og en fotosensibilisator. Derfor abl er enkel og billig 14. I sammenligning med UVC er abl menes at være langt mindre cytotoksisk og genotoksisk værtsceller 15.
Målet med denne protokol er at undersøge effektiviteten af ABL til behandling af brænde infektioner forårsaget af MDR A. baumannii i en musemodel. Vi bruger bioluminiscerende sygdomsfremkaldende bakterier til at udvikle nye musemodeller af brænde infektioner, der tillader ikke-invasiv overvågning af den bakterielle belastning i realtid. Sammenlignet med den traditionelle metode med kropsvæske / væv prøveudtagning og efterfølgende udpladning og kolonitælling 16, tilvejebringer denne teknik nøjagtige resultater. Processen med vævsprøvetagning kunne indføre en anden kilde af eksperimentel fejl. Da det bakterielle luminescensintensitet er lineært proportional med de korresvandansamlinger bakteriel CFU 17, kan vi direkte måle overlevelsen af bakterier efter en vis dosis af lysbestråling. Ved at overvåge den bakterielle belastning i levende dyr, der modtog lysbehandlingen i realtid, kan kinetikken af bakteriedrab karakteriseres ved anvendelse af et væsentligt reduceret antal mus.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Fremstilling af bakteriekultur
- Tilføje 7,5 ml Brain Heart Infusion (BHI) -medium til et 50 ml centrifugerør. Seed A. baumannii celler i BHI-medium og derefter inkubere A. baumannii kulturen i en orbital inkubator (37 ° C) i 18 timer.
- Centrifugeres kulturen af celler ved 3.500 x g i 5 minutter, supernatanten fjernes, og vask pellets i phosphatbufret saltvand (PBS).
- Re-suspendere bakterier pellets i frisk PBS og grundigt pipetteres suspensionen.
- Indsamle 100 pi af den bakterielle suspension og gøre en 1:10 fortynding ved anvendelse af frisk PBS.
- Overfør fortynding til et 1,5 ml semi-mikro kuvette og måle den optiske densitet (OD) ved en bølgelængde på 600 nm (OD 600-nm).
- Beregne OD600 nm af den oprindelige (ufortyndet) suspension i PBS ifølge den målte OD 600 nm værdi af fortyndingen og fortyndingsfaktoren (10).
- Juster the oprindelige suspension i PBS til OD600 nm = 0,6 (svarende til en celledensitet på 10 8 CFU / ml).
2. Mouse Model of Burn infektion forårsaget af Bioluminescent A. baumannii
- Til voksne BALB / c-hunmus i alderen 7-8 uger og med en vægt på 17-19 g. Tillad musene at akklimatisere til laboratorieforhold i mindst 3 dage før starten af eksperimentet. Opretholde musene i en 12 timers lys / mørke-cyklus under en rumtemperatur på 21 ℃ og give dem mad og vand ad libitum.
- Anesthetize musene med en intraperitoneal injektion af en ketamin-xylazin cocktail (100 mg / kg - 20 mg / kg). Rører palpebra af hver mus med en vatpind; et fravær af den øjenlågsreflekser antyder en passende anæstetisk dybde. Dæk muse øjne med dyrlægen salve for at forhindre øjnene fra tørhed under bedøvelse.
- Barbere musene på bagsiden for at eksponere så meget af huden som muligt ved anvendelse af en 50-bladet hårklipperen.
- Placer låget på en 35 mm petriskål under abdomen musene til at holde ryggen i en forholdsvis vandret position.
- Koge vand i et 250 ml bæger (80% fuld) anvendelse af en 10" x 10" , 220 VAC kogeplade. Nedsænke en messing blok (1 cm x 1 cm tværsnit) i bægeret, indtil termisk ækvilibrering med vandet er nået. Termisk ækvilibrering tager normalt <5 minutter og er angivet ved fornyet kogning af vandet i bægerglasset.
- Før at skabe den forbrændingsskade, administrere forebyggende analgetika (en subkutan injektion af 0,1 mg / kg buprenorphin) til smertelindring.
- Ti minutter efter de forebyggende analgetika, tryk forsigtigt den opvarmede messing blok til det barberede område på bagsiden af musene i 7 s for at inducere brandsår.
BEMÆRK: For at undgå termisk skade på de arbejdende personale, slid termisk-resistente handsker under den brændende procedure. - Administrere 0,5 ml sterilt saltvand gennem subcutaneous injektion for at undgå dehydrering.
- Fem minutter efter induktionen af termisk skade, pode 50 pi bakteriesuspension indeholdende 5 x 10 6 CFU i PBS på muse forbrændinger ved hjælp af en pipette. Ved at bevæge en steril vatpind i zigzag bevægelse på huden, smøre Portionerne på forbrændinger at fordele bakteriecellerne i det forbrændte område så jævnt som muligt.
- Umiddelbart efter bakteriel inokulation, udføre bioluminescens billeddannelse til de inficerede forbrændinger, som beskrevet i afsnit 4.
- Anbring mus på en vand-opvarmet kirurgisk seng (37 ° C, nyttiggørelse område), indtil musene helt har genvundet fra anæstesi. Hus musene med et maksimalt antal på 5 bur i et biosikkerhedsniveau-2 dyrerum.
- Administrere analgetika (subkutan injektion af 0,1 mg / kg buprenorphin) to gange dagligt i de første tre dage efter forbrændinger.
3. Antimikrobiel Blue Light Therapy for A. & #160; baumannii Infektion i mus
- Starte abl terapi ved 24 timer efter bakteriel inokulation.
- Brug en lysemitterende diode (LED) med en topemission ved 415 nm for Abl bestråling. Mount LED på et kølelegeme for at forhindre termiske virkninger på det bestrålede område i mus 18. Fastgør LED til en optisk støttestang med clips konnektorer for at tillade LED at bevæge sig op og ned.
- Tænd for strømmen / energimåleren og tryk på knappen bølgelængde for at vælge 415 nm. Nulstille strømmen / energimåler at subtrahere baggrunden (omgivende lys).
- Placer magt / energimåleren lige under LED. Bær blå-lys-beskyttelsesbriller. Tænde LED lys og justere afstanden mellem LED åbning (en linse, der konvergerer lyset fra LED) og lyssensoren (2 cm i diameter) af effekt / energi meter, således at lyspletten dækker hele området af lyssensoren.
- Omhyggeligt tune den LED-driver og registrere aflæsningen af poweR / energimåler. Beregn bestrålingen i henhold til aflæsningen: Irradiance = Aflæsning (W) / Areal (cm 2 ). Juster LED'ens bestråling til 100 mW / cm2 ved at indstille LED-driveren.
- Sluk for LED'en. Mål afstanden mellem lysdiodens blænde og lyssensoren på effekt- / energimåleren.
- Bedøve musene med en intraperitoneal injektion af en ketamin-xylazin-cocktail (100 mg / kg - 20 mg / kg). En fravær af palpebralrefleksen antyder en passende bedøvelsesdybde.
- Randomly opdele musene i en aBL-behandlet gruppe ( n = 10) og en ubehandlet kontrolgruppe ( n = 10).
- For den aBL-behandlede gruppe dækker øjnene på mus med aluminiumsfolie for at undgå overbelysning til lys. Placer musen forbrænding direkte under LED'en, med låget på en 35 mm petriskål nedenunder musekammeret for at holde ryggen i vandret position.
- Udskift strøm / energimåleren nævnt i trin 3.5 med en mus på en firkantet petri dish. Justere højden af musen tilbage til en position, hvor afstanden mellem LED åbning og overfladen af muse brænde er lig med mellem LED åbning og niveauet af lyssensoren af strøm / energi meter (som omtalt i trin 3.5).
- Bestråle de inficerede forbrændinger ved en bestråling på 100 mW / cm2. Levere abl i doser på 72 J / cm2, indtil en total dosis på 360 J / cm2 er nået (fx 0, 72, 144, 216, 288 og 360 J / cm2). Efter hver lysdosis, udføre bioluminescens billeddannelse til musene, som diskuteret i afsnit 4.
- For det ubehandlede kontrolgruppe, udføre bioluminescens billeddannelse af muse brandsår, som beskrevet i afsnit 4, under anvendelse af de samme tidsintervaller som anvendes til ABL-behandlede gruppe.
- Før genvinding af musene, placeres musene på vandet opvarmet kirurgisk seng for at undgå varmetab og hypotermi. Observere aktivitet og øjenlågsreflekser af musene indtil bedring. efter the genvinding af musene, huse dem 2-3 per bur.
- Efter abl terapi, udføre bioluminescens billeddannelse, som diskuteret i afsnit 4, dagligt i de første 3 dage og derefter på skiftende dage for at overvåge den tidsmæssige bio-byrde af infektioner hos mus.
4. Bioluminescens Billeddannelse af infektioner i mus
- Billede musene under anvendelse af en svagt lys imaging system, der omfatter en intensiveret ladningskoblet anordning kamera, et kamera controller, et prøvekammer, og en billedprocessor 19.
- Anesthetize musene med en intraperitoneal injektion af en ketamin-xylazin cocktail (100 mg / kg - 20 mg / kg). Rører palpebrale af mus med en vatpind; et fravær af den øjenlågsreflekser antyder en passende anæstetisk dybde.
- Start levende imaging software. I kontrolpanelet, der vises, skal du klikke Initialiser. Vent, indtil farven på Temperatur boksen bliver grønt, hvilket indikerer, at temperaturen af sceneni prøven kammeret har nået 37 ° C.
- Placer musene på scenen (37 ° C) i prøvekammeret af det billeddannende system, med de inficerede forbrændinger direkte under kameraet.
BEMÆRK: bioluminescensen af bakterierne kunne falde, når de brænder bliver tør. Derfor anbefales det at fugte muse brænder med PBS før billeddannelse. - I kontrolpanelet, sætte et flueben ud for "Luminescens." Vælg "Automatisk belysning", således at eksponeringen tid til billedbehandling, vil blive optimeret ved den direkte billedvisning software baseret på bioluminescens intensitet.
- Vælg "C" fra "Field of View" drop-down listen. Vælg "Scan midten af området" mulighed for at lade softwaren bestemme brændvidden. Sæt et flueben ud til Overlay.
- Klik på "Acquire" for at tage billedet. I boksen "Rediger Billede Label", klik på "OK," en "Image Window" og "Toll Palette" vises.
- Set Auto ROI parametre for automatisk udvælgelse.
- Kvantificere bioluminescensen intensitet som relative luminescensenheder (RLU'er) og vise bioluminescens i en falsk-farveskala spænder fra lyserød (mest intense) til blå (mindst intense) 19, 20.
- Beregne overlevelse del af bakterierne i muse forbrændinger ved varierende tidspunkter baseret på bioluminescens intensitet analyse. Overlevelsen fraktion af bakterier på et givet tidspunkt = bioluminescensen intensitet målt på det tidspunkt point / bioluminescensen intensitet målt lige før Abl eksponering 17.
5. Aflivning af mus
- Endepunkterne af eksperimentet er som følger: (a) opløsning af infektionen, hvilket fremgår af tabet af bioluminescens bestemt ved billeddannelse; (B) forekomst af systematiske infektioner som angivet ved udbredelsen af bioluminescens uden for den brændte eren; (C) tab af ≥15% legemsvægt i sammenligning med normale aldersmatchede mus, eller lider af smerte og angst som vist ved manglende respons på manuel stimulation, immobilitet, manglende evne til at spise eller drikke. I løbet af undersøgelsen, hvis vi støder på en situation, hvor vi er i tvivl om, hvorvidt en mus har fuldt opnået status som døende, som skitseret af vores definition, og / eller vi er usikker, hvis vi har brug for at aflive det, vil vi kontakte en CCM veterinær personale for en handlingsplan; (D) ellers musene vil blive aflivet 30 dage efter påbegyndelsen af undersøgelsen.
- Flyt musene i lukkede bure specielt til eutanasi og aflive musene ved at levere carbondioxid (CO 2) komprimeret gas ind i burene.
- Åbne CO 2 tank eller ventil regulator til at initiere strømningen af gas. Kontrollere, at regulatoren læser korrekte psi (pounds per square inch) baseret på instruktioner sendt af enheden, og justere regulator til den korrekte psi efter behov, typisk ikke højere end 5 psi.
- Fyld langsomt. Strømningshastigheden skal fortrænge ikke mere end 30% af kammeret / bur volumen pr min (for en typisk musebur, ~ 2 L / min; for en rotte bur, ~ 7,5 l / min).
- Vent ca. 3-5 min for dyret at stopper med at bevæge eller trække vejret; Øjnene skal være faste og udvidede. Slukke CO 2 tank eller reguleringsventilen for at stoppe strømmen af CO2.
- Sørg for, at hjertet ikke slår ved at føle brystet mellem tommel- og pegefinger. Sørg for, at der ikke er noget blink refleks ved at trykke på øjeæblet.
- Hvis der er et hjerteslag eller blinkerefleks, gentages eutanasi proces eller en saks for at åbne brysthulen at skabe en pneumothorax (dyret skal være ikke-reagerer på en tå knivspids inden udførelse af denne procedure).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
A. baumannii stamme, som vi brugte er en klinisk MDR isolat, som tidligere 12, 17 rapporteret. Den bakterielle stamme blev fremstillet bioluminescerende ved transfektion af luxCDABE opera 11. Figur 1A viser de successive bakterielle luminescens billeder fra en repræsentativ mus brænde inficeret med 5 x 10 6 A. baumannii og udsat for en enkelt Abl eksponering ved 24 timer efter bakteriel inokulation. En Gram-farvning af histologisk snit af en repræsentativ musehud brænde prøven (høstet ved 24 timer efter inokulation) viste tilstedeværelsen af A. baumannii biofilm på overfladen af den inficerede burn (figur 1B). Som vist i figur 1A, blev den bakterielle luminescens næsten udryddet efter en eksponering på 360 J / cm2 ABL blev leveret (60 min af bestråling veden bestråling på 100 mW / cm2). Figur 1C er dosis-respons-kurven for den gennemsnitlige bakterielle luminescens fra muse forbrændinger inficeret med 5 x 10 6 A. baumannii og behandlet med Abl ved 24 timer efter bakteriel inokulation (n = 10). At opnå en 3-log 10 inaktivering af A. baumannii i muse forbrændinger, ca. 360 J / cm2 ABL var påkrævet. Den bakterielle luminescens af musen brænder ueksponerede til ABL næsten uændret i en tilsvarende periode (data ikke vist; P <0,001).
Figur 1: ABL Inaktivering af Bakterier i inficerede mus Burns. (A) Successive bakterielle luminescens billeder fra en repræsentativ mus brænde inficeret med 5 x 10 6 CFU A. baumannii og udsat for 360 J / cm2 ABL ved 24H efter bakteriel inokulation. ( B ) Gramfarvet histologisk afsnit af en repræsentativ mushudbrænde, der viser tilstedeværelsen af A. baumannii biofilms (pile) i musens forbrænding . Hudprøven blev høstet ved 24 timer efter bakterieindpodning. ( C ) Dosis-responskurve med gennemsnitlig bakteriel luminescens af musbrændinger inficeret med 5 x 10 6 A. baumannii og behandlet med en eksponering på 360 J / cm2 aBL ved 24 timer ( n = 10) efter bakterieindpodning. Stænger: standardafvigelse. Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
abl er en hidtil ukendt fremgangsmåde til behandling af infektioner. Siden dets virkningsmekanisme er helt forskellig fra den af kemoterapi, er det mere af en fysioterapi. Midlet, der medierer den antimikrobielle virkning er blåt lys bestråling (400-470 nm). Med udviklingen af blå lysdioder, tjente vi adgang til en effektiv og enkel lys-baserede antimikrobielle tilgang til MDR-infektioner.
I denne protokol, har vi beskrevet udviklingen af en musemodel af brænde infektioner forårsaget af en selvlysende stamme af MDR, A. baumannii. Med brugen af selvlysende bakterier, kan omfanget af infektionen være ikke-invasivt overvåget i realtid i levende dyr via selvlysende billeddannelse. Brugen af industrielt bioluminescerende bakteriestammer og svag belysning billeddannelsesteknik skaber en effektiv teknik til overvågning af infektioner i realtid under antimikrobiel terapi. Denne metode kan også bruges i undersøgelserne af infektionerforårsaget af andre mikrobielle arter og placeret på andre steder. Udover vurderingen af antimikrobielle tilgange virkningsfuldhed kan denne fremgangsmåde også anvendes til at spore status for infektion.
Ved at bruge denne musemodel, vi demonstreret, at ABL (415 nm) med succes inaktiverede bakterier i etablerede infektioner (Figur 1A og C). Før abl terapi blev klynger af bakterier observeret i de etablerede infektioner (figur 1B), som er en funktion af biofilm. Biofilm er mere tolerante over for traditionelle antibiotika og vært forsvar i forhold til deres planktoniske modstykker 6, 7 og er ofte forbundet med vedvarende infektioner 8, 9. De repræsentative resultater er lovende ved, at 415-nm ABL er biofilm-gennemtrængende. Hertil kommer, sammen med tidligere rapporter 29,30, 31, 32, vores resultater viser, at effektiviteten af abl fortsætter uanset lægemiddelresistens profil af bakterier.
Protokollen beskrevet her omfatter tre vigtigste procedurer: (1) at udbygge en musemodel for brænde infektioner, (2) Abl terapi, og (3) bioluminescens billeddannelse. Samtidig udvikle en musemodel af brænde infektioner, bemærkede vi, at der var flere faktorer, der påvirker graden af infektion og den efterfølgende effektivitet abl: (1) Den brændende tidspunkt påvirker såret dybde og spredning af bakterier. Når den brændende blev forøget fra 3 til 7 s, den bakterielle luminescens var meget stærkere (hvilket indikerer en højere grad af infektion) ved 24 timer efter inokulation, og udryddelse af infektion kræves meget højere ABL engagementer (> 360 J / cm2 ). (2) inokulum af bakterierne er en nøgleparameter for udvikling of infektioner. En højere bakterielt podestof normalt resulterer i en højere grad af infektion, mens en tilstrækkelig lav inokulum ofte undlader at udvikle stabile infektioner hos mus. I sidstnævnte tilstand, bakteriel luminescens bliver normalt upåviselige hurtigt efter bakteriel inokulation. (3) Samspillet mellem bakterier og værter er afhængig af de bakteriearter. Vi brugte også P. aeruginosa at udvikle en infektion model. Vi fandt, at under de samme betingelser (dvs. brændetid og bakterielt podestof), infektioner forårsaget af P. aeruginosa gået langt hurtigere end A. baumannii infektioner og sepsis blev altid observeret i mus inden 48 timer efter podning 25.
Til udførelse af abl terapi, er der flere vigtige punkter, der skal løses: (1) Korrekt lys bestråling er nødvendig for maksimeret effekten af Abl terapi. (2) Overfladen af brændingen i musene should placeres så vandret som muligt. En manglende hensigtsmæssig positionering brændingen overflade kan kompromittere effektiviteten af Abl terapi. (3) Under lyseksponering, foreslås det, at øjnene af mus beskyttes med aluminiumsfolie, især når en laser anvendes som lyskilden. (4) Under lyseksponering, bør der sørges for at overvåge mus, hvis de vågne fra bedøvelsen. I dette tilfælde bør en lille yderligere dosis anæstetika administreres til at holde dyrene bedøvet. (5) Både ABL-behandlede mus og ubehandlede mus skal placeres på en opvarmning seng at opretholde kroppens temperatur, når under anæstesi. Under processen med bioluminescens billeddannelse, kunne bioluminescensen af bakterier falde, når de brænder bliver tør. Derfor anbefales det at fugte muse brænder med PBS før billeddannelse.
Der er også nogle begrænsninger i de teknikker diskuteres i denne protokol: (1) Med henblik på overvågning af extent for infektion i realtid, må bioluminescerende bakteriestammer anvendes. Derfor, før en klinisk stamme kan testes i dyremodellen, skal modificeres genetisk ved transfektion af lux CDABE operonet 11. (2) Effektiviteten af abl er relateret til bølgelængderne 33 og bakteriearter / stammer, 34 anvendes. De blå bølgelængder, sammen med andre parametre skal optimeres yderligere til inaktivering forskellige bakterielle arter / stammer. (3) Vi undersøgte kun overfladiske infektioner hos mus. For dybtliggende infektioner, kan den topiske levering af abl ikke kunne nå de infektioner, så interstitiel lys levering kan være behov 35. (4) Der er en følsomhed begrænsning af det billeddannende system, især når billeddannelse dybe infektioner 19. Som et resultat, selv når pixels af bioluminescens er fuldstændig elimineret, kan der stadig være westand bakterieceller tilbage, hvilket tillader bakteriel genvækst at forekomme. En udvidet eksponering for ABL anbefales efter eliminering af bakteriel luminescens for at forhindre bakteriel genvækst.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| IVIS | PerkinElmer Inc, Waltham, MA | IVIS Lumina Series III | Pre-clinical in vivo imaging |
| Light-emitting diode LED | VieLight Inc, Toronto, Canada | 415 nm | Light source for illumination |
| Power/energy meter | Thorlabs, Inc., Newton, NJ | PM100D | Light irradiance detector |
| Mouse | Charles River Laboratories, Wilmington, MA | BALB/c | 7-8 weeks age, 17-19 g weight |
| Acinetobacter baumannii | Brooke Army Medical Center, Fort Sam Houston, TX | Clinical isolate | Engineered luminescent strain |
| Insulin Syringes | Fisher Scientific | 14-826-79 | BD Lo-Dose U-100 Insulin Syringes for injection |
| Sodium Chloride | Fisher Scientific | 721016 | 0.9% Sodium Chloride |
| Phosphate Buffered Saline, 1x Solution | Fisher Scientific | BP24384 | A standard phosphate buffer used in many biomolecular procedures |
| Brain Heart Infusion | Fisher Scientific | B11059 | Bacterial culture medium |
| Falcon 15 mL Conical Centrifuge Tubes | Fisher Scientific | 14-959-70C | For bacterial suspension centrifuge |
| Benchtop Incubated Orbital Shakers | Laboratory Supply Network, Inc, Atkinson, NH | Incu-Shaker Mini | For culturing of bacteria |
| Inoculating Loops | Fisher Scientific | 22-363-605 | For smearing bacterial inoclum on burn surface of mice |
| Fisher Scientific Redi-Tip Pipet Tips, 1-200 µL | Fisher Scientific | 02-707-502 | Pipet Tips |
| Thermo Scientific Sorvall Legend X1 Centrifuge | Fisher Scientific | 75-004-220 | For bacterial suspension seperation |
| Brass Block | Small Parts, Inc., Miami, FL | 10 mm by 10 mm | For creation of burns in mice |
| Extreme Dragon PBI/Kevlar High-Heat Gloves | Superior Glove Works Ltd, Cheektowaga, NY | PBI83514 | Heat Resistant Gloves |
| Greiner dishes | Sigma-Aldrich Co. LLC | P5112-740EA | 35 mm ×10 mm |
| Corning Digital Hot Plate | Cole-Parmer Instrument Company, LLC | UX-84301-65 | 10" x 10", 220 VAC, for boiling water |
| Mouse/Rat Thin Line Water Heated Surgical Bed | E-Z Systems | EZ-211 | Prevents heat loss and hypothermia during surgery |
| Vet ointment | S&K Pharma, GmbH | Kerato Biciron 5%, Augensalbe | opthalmic ointment to prevent eye dryness |
References
- Gibran, N. S. Summary of the 2012 ABA Burn Quality Consensus conference. J Burn Care Res. 34 (4), 361-385 (2013).
- Sommer, R., Joachim, I., Wagner, S., Titz, A. New approaches to control infections: anti-biofilm strategies against gram-negative bacteria. Chimia (Aarau). 67 (4), 286-290 (2013).
- Peleg, A. Y., Seifert, H., Paterson, D. L. Acinetobacter baumannii: emergence of a successful pathogen. Clin Microbiol Rev. 21 (3), 538-582 (2008).
- Uppu, D. S. Amide side chain amphiphilic polymers disrupt surface established bacterial bio-films and protect mice from chronic Acinetobacter baumannii infection. Biomaterials. 74, 131-143 (2016).
- Schaber, J. A. Pseudomonas aeruginosa forms biofilms in acute infection independent of cell-to-cell signaling. Infect Immun. 75 (8), 3715-3721 (2007).
- Hoiby, N., Bjarnsholt, T., Givskov, M., Molin, S., Ciofu, O. Antibiotic resistance of bacterial biofilms. Int J Antimicrob Agents. 35 (4), 322-332 (2010).
- Lebeaux, D., Ghigo, J. M., Beloin, C. Biofilm-related infections: bridging the gap between clinical management and fundamental aspects of recalcitrance toward antibiotics. Microbiol Mol Biol Rev. 78 (3), 510-543 (2014).
- Akers, K. S. Biofilms and persistent wound infections in United States military trauma patients: a case-control analysis. BMC Infect Dis. 14, 190 (2014).
- Burmolle, M., et al. Biofilms in chronic infections - a matter of opportunity - monospecies biofilms in multispecies infections. FEMS Immunol Med Microbiol. 59 (3), 324-336 (2010).
- National strategy on combating antibiotic-resistant bacteria. , https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/docs/carb_national_strategy.pdf (2014).
- Dai, T. Photodynamic therapy for Acinetobacter baumannii burn infections in mice. Antimicrob Agents Chemother. 53 (9), 3929-3934 (2009).
- Zhang, Y. Antimicrobial blue light therapy for multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infection in a mouse burn model: implications for prophylaxis and treatment of combat-related wound infections. J Infect Dis. 209 (12), 1963-1971 (2014).
- Dai, T., et al. Ultraviolet C light for Acinetobacter baumannii wound infections in mice: potential use for battlefield wound decontamination? J Trauma Acute Care Surg. 73 (3), 661-667 (2012).
- Dai, T. Blue light for infectious diseases: Propionibacterium acnes, Helicobacter pylori, and beyond? Drug Resist Updat. 15 (4), 223-236 (2012).
- Yin, R. Light based anti-infectives: ultraviolet C irradiation, photodynamic therapy, blue light, and beyond. Curr Opin Pharmacol. 13 (5), 731-762 (2013).
- Haisma, E. M. Inflammatory and antimicrobial responses to methicillin-resistant Staphylococcus aureus in an in vitro wound infection model. PLoS One. 8 (12), e82800 (2013).
- Wang, Y. Antimicrobial Blue Light Inactivation of Gram-Negative Pathogens in Biofilms: In Vitro and In Vivo Studies. J Infect Dis. 213 (9), 1380-1387 (2016).
- Chen, D., Shen, Y., Huang, Z., Li, B., Xie, S. Light-Emitting Diode-Based Illumination System for In Vitro Photodynamic Therapy. Int J Photoenergy. 2012 (2), (2012).
- Demidova, T. N., Gad, F., Zahra, T., Francis, K. P., Hamblin, M. R. Monitoring photodynamic therapy of localized infections by bioluminescence imaging of genetically engineered bacteria. J Photochem Photobiol B. 81 (1), 15-25 (2005).
- Hamblin, M. R., Zahra, T., Contag, C. H., McManus, A. T., Hasan, T. Optical monitoring and treatment of potentially lethal wound infections in vivo. J Infect Dis. 187 (11), 1717-1725 (2003).
- Rowan, M. P. Burn wound healing and treatment: review and advancements. Critical Care. 19, 243 (2015).
- Marx, D. E., Barillo, D. J. Silver in medicine: The basic science. Burns. 40 (Supplement 1), S9-S18 (2014).
- Heyneman, A., Hoeksema, H., Vandekerckhove, D., Pirayesh, A., Monstrey, S. The role of silver sulphadiazine in the conservative treatment of partial thickness burn wounds: A systematic review. Burns. 42 (7), 1377-1386 (2016).
- Roberts, J. A. Individualised antibiotic dosing for patients who are critically ill: challenges and potential solutions. Lancet Infect Dis. 14 (6), 498-509 (2014).
- Dai, T. Blue light eliminates community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus in infected mouse skin abrasions. Photomed Laser Surg. 31 (11), 531-538 (2013).
- Uppu, D. S. Amide side chain amphiphilic polymers disrupt surface established bacterial bio-films and protect mice from chronic Acinetobacter baumannii infection. Biomaterials. 74, 131-143 (2016).
- Donlan, R. M., Costerton, J. W. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev. 15 (2), 167-193 (2002).
- Olsen, I. Biofilm-specific antibiotic tolerance and resistance. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. , (2015).
- Song, H. H. Phototoxic effect of blue light on the planktonic and biofilm state of anaerobic periodontal pathogens. J Periodontal Implant Sci. 43 (2), 72-78 (2013).
- Rosa, L. P., da Silva, F. C., Viana, M. S., Meira, G. A. In vitro effectiveness of 455-nm blue LED to reduce the load of Staphylococcus aureus and Candida albicans biofilms in compact bone tissue. Lasers Med Sci. 31 (1), 27-32 (2015).
- Guffey, J. S., Wilborn, J. In vitro bactericidal effects of 405-nm and 470-nm blue light. Photomed Laser Surg. 24 (6), 684-688 (2006).
- 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 (2), 221-226 (2009).
- Bumah, V. V., Masson-Meyers, D. S., Cashin, S. E., Enwemeka, C. S. Wavelength and bacterial density influence the bactericidal effect of blue light on methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Photomed Laser Surg. 31 (11), 547-553 (2013).
- Maclean, M., MacGregor, S. J., Anderson, J. G., Woolsey, G. Inactivation of bacterial pathogens following exposure to light from a 405-nanometer light-emitting diode array. Appl Environ Microbiol. 75 (7), 1932-1937 (2009).
- Kim, M. Optical lens-microneedle array for percutaneous light delivery. Biomedical Optics Express. 7 (1o), 4220-4227 (2016).
