ВПЛИВ ПОЛЯРИЗОВАНОГО НИЗЬКОІНТЕНСИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ТА ФОТОСЕНСИБІЛІЗАТОРІВ НА РІСТ STAPHYLOCOCCUS AUREUS

Пантьо В. В., Данко Е. М., Фізер М. М., Коваль Г. М., Пантьо В. І.

МІКРОБІОЛОГІЯ

Наукова стаття

Виникнення та поширення резистентності до антибіотиків – глобальна та невирішена проблема в галузі охорони здоров’я, яка призводить до підвищення рівня важкості перебігу захворювань та смертності, часу госпіталізації та зумовлює значні фінансові збитки. Внаслідок цього актуальними є новітні шляхи боротьби з інфекційними агентами, зокрема використання немедикаментозних засобів, одним з яких є антимікробна фотодинамічна терапія. Остання полягає у використанні низькоінтенсивного випромінювання певної довжини хвилі та фотосенсибілізатора, внаслідок чого утворюються реактивні форми оксисену. Наслідком цього є неселективне знищення бактеріальних клітин шляхом окислювального вибуху. Особливістю методу є дія на численні структури бактеріальної клітини, внаслідок чого імовірність розвитку стійкості з боку мікроорганізмів є низькою. Мета роботи – дослідити комбінований вплив поляризованого некогерентного низькоінтенсивного випромінювання та фотосенсибілізаторів на інтенсивність росту Staphylococcus aureus. Окремими серіями вивчали вплив поляризованого випромінювання відповідних довжин хвиль при експозиції 10 хв та щільністю потужності 40 мВт/см2 (друга група), фотосенсибілізаторів: метиленовий синій, метиленовий зелений, діамантовий зелений, малахітовий зелений, азур, генціанвіолет, фуксин та хризоїдин (третя група) та комбінований ефект вказаних факторів (четверта група) на інтенсивність росту клінічного ізоляту Staphylococcus aureus та колекційного штаму Staphylococcus aureus АТСС 25923 на щільних поживних середовищах. Результати визначали шляхом підрахунку кількості бактеріальних колоній на чашках Петрі після 24-годинного інкубування у термостаті при 37о С та порівнювали з першою (контрольною) групою, на яку не впливали вищеперерахованими факторами. Спектри поглинання фотосенсибілізаторів визначали спектрофотометрично в діапазоні 200-1000 нм. Встановлено, що опромінення досліджуваних штамів поляризованим випромінюванням зумовлює незначне зниження інтенсивності їх росту. Фотосенсибілізатори знижували кількість бактеріальних колоній на чашках Петрі на 16-42,5 %, порівняно з контролем. Комплексний вплив фотосенсибілізаторів та поляризованого випромінювання зумовлював зниження інтенсивності росту мікроорганізмів на 22,4-62,5 %. При цьому найбільш виражений протимікробний ефект відзначали при використанні метиленового синього та випромінювання червоного спектру, а також генціанвіолету та випромінювання жовтого спектру. Слід відзначити, що комплексний вплив фотосенсибілізаторів та поляризованого випромінювання зумовлював в середньому на 10-45 % більш виражене зниження інтенсивності росту досліджуваних мікроорганізмів четвертої групи, порівняно з використанням лише фотосенсибілізаторів для мікроорганізмів третьої групи. Отримані результати можуть бути використані при лікуванні гнійно-запальних процесів, зумовлених Staphylococcus aureus, зокрема захворювань тканин пародонту.

фотосенсибілізатори, фотодинамічний вплив, поляризоване випромінювання, Staphylococcus aureus, протимікробна дія

1. Bassegoda A, Ivanova K, Ramon E, Tzanov T. Strategies to prevent the occurrence of resistance against antibiotics by using advanced materials. Applied microbiology and biotechnology. 2018;102(5):2075-2089. DOI: 10.1007/s00253-018-8776-0.
2. Foster TJ. Antibiotic resistance in Staphylococcus aureus. Current status and future prospects. FEMS microbiology reviews. 2017;41(3):430- 449. DOI: https://doi.org/10.1093/femsre/fux007.
3. Czaplewski L, Bax R, Clokie M, Dawson M, Fairhead H, Fischetti VA, et al. Alternatives to antibiotics-a pipeline portfolio review. Lancet Infect Dis. 2016;16:239-251. DOI: 10.1016/S1473-3099(15)00466-1.
4. Abrahamse H, Hamblin MR. New photosensitizers for photodynamic therapy. Biochemical Journal. 2016;473(4):347-364. DOI: 10.1042/ BJ2015 0942.
5. Cieplik F, Deng D, Crielaard W, Buchalla W, Hellwig E, Al-Ahmad A, et al. Antimicrobial photodynamic therapy–what we know and what we don’t. Critical Reviews in Microbiology. 2018;44(5):571-589. DOI: 10.1080/ 1040841X.2018.1467876.
6. Rajesh S, Koshi E, Philip K, Mohan A. Antimicrobial photodynamic therapy: An overview. Journal of Indian Society of Periodontology. 2011;15(4):323-327. DOI: 10.4103/0972-124X.92563.
7. Boiko VV, Krasnoiaruzhskyi AG, Kritsak VV. Vybor fotosensibilizatora i parametrov svetovogo izlucheniya dlya provedeniya endoskopicheskoj endobronkhial`noj fotodinamicheskoj terapii. International medical journal. 2017;23(2):28-32. [in Russian].
8. Almeida A, Faustino MAF, Tomé JP. Photodynamic inactivation of bacteria: finding the effective targets. Future Med Chem. 2015;7:1221- 1224. DOI: 10.4155/fmc.15.59.
9. Tuchina ES, Tuchin VV. Photodynamic action of LED-light on standard and clinical strains of Staphylococci processed by Brilliant Green and Titanium Dioxide. Mechanisms for Low-Light Therapy. 2011;7887:1-7. DOI: 10.1117/12.878963.
10. Pantyo VV, Koval GM, Danko EM, Pantyo VI. Complex impact of polarized and non-polarized low intense light and methylene blue on growth rate of some opportunistic microorganisms. Regul. Mech. Biosyst. 2020;11(4):520-3. DOI: https://doi.org/10.15421/022079.
11. Kutsevlyak VF, Pushkar LY, Severin LV, Veligorya IE, Voidа YV, Biryukova SV, et al. Antibakterial’naya aktivnost’ fotodinamicheskoj terapii s primeneniem razlichny’kh fotosensibilizatorov (issledovanie in vitro). Photobiology and Photomedicine. 2014;12:78-85. [in Russian].
12. Soria-Lozano P, Gilaberte Y, Paz-Cristobal MP, Pérez-Artiaga L, Lampaya-Pérez V, Aporta J, et al. In vitro effect photodynamic therapy with differents photosensitizers on cariogenic microorganisms. BMC microbiology 2015;15(1):1-8. DOI: https://doi.org/10.1186/s12866- 015-0524-3.

«Вістник проблем біології і медицини» Випуск 2 Том 2 (165), 2022 рік , 12-16 сторінки, код УДК 579.861.2+579.61:577.34

10.29254/2077-4214-2022-2-2-165-12-16