Curcuminoid-vermittelte antimikrobielle photodynamische Therapie an einem Mausmodell der oralen Candidiasis

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt die Anwendung der antimikrobiellen photodynamischen Therapie (aPDT) in einem Mausmodell der oralen Candidiasis. aPDT wurde mit einer wasserlöslichen Mischung aus Curcuminoiden und blauem LED-Licht durchgeführt.

Zusammenfassung

Die antimikrobielle photodynamische Therapie (aPDT) wurde in vitro umfassend untersucht, und präklinische Tiermodelle von Infektionen eignen sich zur Bewertung alternativer Behandlungen vor klinischen Studien. Diese Studie beschreibt die Wirksamkeit der aPDT in einem murinen Modell der oralen Candidiasis. Vierzig Mäuse wurden mit subkutanen Injektionen von Prednisolon immunsupprimiert, und ihre Zungen wurden mit einem Mundabstrich geimpft, der zuvor in einer C. albicans-Zellsuspension getränkt war. Tetracyclin wurde im Verlauf des Experiments über das Trinkwasser verabreicht. Fünf Tage nach der Pilzimpfung wurden die Mäuse nach dem Zufallsprinzip in acht Gruppen eingeteilt; Eine neunte Gruppe unbehandelter nicht infizierter Mäuse wurde als Negativkontrolle eingeschlossen (n = 5). Drei Konzentrationen (20 μM, 40 μM und 80 μM) eines Gemisches von Curcuminoiden wurden mit blauem LED-Licht (89,2 mW/^{cm 2}; ~455 nm) und ohne Licht (C+L+- bzw. C+L-Gruppen) getestet. Licht allein (C-L+), keine Behandlung (C-L-) und Tiere ohne Infektion wurden als Kontrollen bewertet. Die Daten wurden mit Welchs ANOVA- und Games-Howell-Tests analysiert (α = 0,05). Eine orale Candidiasis wurde bei allen infizierten Tieren festgestellt und makroskopisch durch das Vorhandensein charakteristischer weißer Flecken oder Pseudomembranen auf dem Zungenrücken visualisiert. Histopathologische Schnitte bestätigten ein großes Vorhandensein von Hefen und Filamenten, die auf die keratinisierte Schicht des Epithels in der C-L-Gruppe beschränkt waren, und das Vorhandensein von Pilzzellen war in den Bildern von Mäusen, die einer aPDT mit entweder 40 μM oder 80 μM Curcuminoiden unterzogen wurden, visuell verringert. aPDT, vermittelt durch 80 μM Curcuminoide, förderte eine Reduktion der Koloniezahlen um 2,47 log₁₀ im Vergleich zu denen in der C-L-Gruppe (p = 0,008). Alle anderen Gruppen zeigten keine statistisch signifikante Verringerung der Anzahl der Kolonien, einschließlich Photosensibilisatoren (C+L-) oder Licht allein (C-L+) Gruppen. Curcuminoid-vermittelte aPDT reduzierte die Pilzlast von den Zungen von Mäusen.

Einleitung

Orale Candidiasis (OC) ist die Hauptpilzinfektion der Mundhöhle; es wird durch das Überwachsen von Candida spp. verursacht. Zu den prädisponierenden Faktoren für OC gehören endokrine Dysfunktion, der Einsatz von Breitbandantibiotika, Strahlen- und Chemotherapie, Ernährungsmängel, Xerostomie (niedriger Speichelfluss), Prothesengebrauch, schlechte Hygiene und insbesondere Immunsuppression¹. Unter den Candida-Arten ist Candida albicans die am weitesten verbreitete und virulente; Es kommt als kommensale Spezies im menschlichen Körper und als opportunistischer Krankheitserreger vor. C. albicans hat die Fähigkeit, ....

Protokoll

Das Forschungsprotokoll für die Verwendung von Mäusen wurde von der Ethikkommission für Tierverwendungen (Fallnummern 05/2008 und 09/2020) an der School of Dentistry, Araraquara, UNESP, genehmigt. C. albicans (ATCC 90028) wurde als Referenzstamm verwendet. Für die vorliegende Studie wurden sechs Wochen alte weibliche Schweizer Mäuse (n = 45) mit einem Bodymass-Bereich von 20-30 g verwendet. Die Tiere wurden von der São Paulo State University, UNESP, Botucatu, zur Verfügung gestellt.

1. Vorbereitung der PS und Auswahl der Lichtquelle für die aPDT

1. Bereiten Sie das PS gemäß den Spezifikationen für den zu prü....

Diskussion

C. albicans wurde mit oralen und ösophagealen Infektionen bei Personen mit immungeschwächtem Zustand, Diabetes mellitus, längerem Gebrauch von Antibiotika und schlechter Mundhygiene in Verbindung gebracht ^1,3. Die Untersuchung menschlicher Infektionskrankheiten erfordert sowohl In-vitro- als auch In-vivo-Untersuchungen, bevor klinische Studien sicher und genau konzipiert werden können. Die vorliegende Studie beschreibt eine Methode .......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
C. albicans	ATCC (Rockville, Md, USA)	90028	Used to prepare the Candida inoculum
Centrifuge	Eppendorf Centrifuge 5804/5804R,B. Braun, Melsungen, Hesse, Germany	022628146 (NA)	Used to prepare the Candida inoculum
Chlorpromazine chloride 2 mg/mL	Compounding pharmacy, Araraquara, SP, Brazil	-	Used to sedate animals during candida inoculation
Curcumin-based water-soluble salt	PDTPharma, Cravinhos, Brazil	-	Consisting of 53.4% of natural curcumin, and  46.6% of other curcuminoids (demethoxycurcumin and bis-demethoxycurcumin). Prepared in water and N-MethylD-Glucamine (final average molecular weight of 730.32 g.mol−1)
Digital colony counter	CP 600 Plus, Phoenix Ind Com Equipamentos Científicos Ltda, Araraquara, SP, Brazil	-	Used to count colonies on agar plates
Extruded mouse chow	Benelab food, Industry Qualy Animal Nutrition and Commerce Ltda., Lindóia, São Paulo State, Brazil.	-	Used for the feeding of the mice
Ketamine Hydrochloride 10%	Ketamina Agener, União Química Farmacêutica Nacional S/A, Embu-Guaçu, SP, Brazil	-	Used to anesthetize animals before  treatments and for euthanasia
Light-emitting diode handpiece (prototype)	Instituto de Física de São Carlos, University of São Paulo, São Carlos, SP, Brazil	-	Fabricated with LXHL-PR09, Luxeon III Emitter, Lumileds Lighting, San Jose, California, USA
Methylprednisolone acetate 40 mg	DEPO-MEDROL, Pfizer, New York	-	Used as an immunosuppressant
Microtome	Leica Microsystems, Bannockburn, IL, USA	SM2500	Used to cut the serial sections of the tongues
Propylene boxes (cages housing) H13 x L20 x D30 cm	Bonther Equipaments, Ribeirão Preto, SP, Brazil	-	Used to keep the animals throughout  the experimental period
Sabouraud Dextrose Agar with Chloramphenicol	HiMedia, Mumbai, India	MM1067-500G	Culture medium for yeast growth (agar)
Spectrophotometer	Spectrophotometer Kasvi K37-VIS , São José dos Pinhais, PR, Brazil	K37-VIS	Used to standardize the inoculum concentration
Tetracycline hydrochloride	Compounding pharmacy, Araraquara, SP, Brazil	-	Antibiotic given to induce oral dysbiosis
Wood shavings	J.R. Wood Shavings, Comerce of Sawdust Ltda., Conchal, São Paulo State, Brazil	-	Used for floor covering inside the housing boxes
Xylazine 2%	Calmiun, União Química Farmacêutica Nacional S/A, Embu-Guaçu, SP, Brazil	-	Used in combination with ketamine for anesthesia
Yeast Nitrogen Broth	Difco, InterLab, Detroit, MI, USA	DF0919-07-3	Culture medium for yeast growth (broth)
Yeast Peptone Dextrose Broth	NutriSelect Basic, Sigma Aldrich	Y1375	Culture medium for maintaining the strains at -80°C and grow