JoVE Logo
Faculty Resource Center
Authors
Librarians
High Schools
About

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Immunology and Infection

روز البنغال العلاج الضوئي الديناميكي بوساطة لمنع المبيضات البيضاء

Published: March 24th, 2022

DOI:

10.3791/63558

1Institute of Clinical Medicine, College of Medicine, National Cheng Kung University, 2Department of Ophthalmology, National Cheng Kung University Hospital, College of Medicine, National Cheng Kung University, 3Department of Dermatology, National Cheng Kung University Hospital, College of Medicine, National Cheng Kung University, 4Department of Microbiology and Immunology, College of Medicine, National Cheng Kung University, 5Department of Dermatology, Fu Jen Catholic University Hospital, Fu Jen Catholic University, 6Institute of Clinical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, College of Medicine, National Cheng Kung University, 7School of Medicine, National Cheng Kung University, 8Department of Biochemistry and Molecular Biology, College of Medicine, National Cheng Kung University, 9Center of Applied Nanomedicine, National Cheng Kung University
* These authors contributed equally

تزايد حدوث المبيضات البيضاء المقاومة للأدوية هو قضية صحية خطيرة في جميع أنحاء العالم. قد يوفر العلاج الضوئي الديناميكي المضاد للميكروبات (aPDT) استراتيجية لمكافحة الالتهابات الفطرية المقاومة للأدوية. يصف هذا البروتوكول فعالية aPDT بوساطة البنغال الوردية على سلالة C. albicans المقاومة للأدوية المتعددة في المختبر.

عدوى المبيضات البيضاء الغازية هي عدوى فطرية انتهازية كبيرة في البشر لأنها واحدة من أكثر المستعمرين شيوعا للأمعاء والفم والمهبل والجلد. على الرغم من توافر الأدوية المضادة للفطريات ، إلا أن معدل وفيات داء المبيضات الغازي لا يزال ~ 50٪. لسوء الحظ ، فإن حدوث C. albicans المقاوم للأدوية يتزايد على مستوى العالم. قد يوفر العلاج الضوئي الديناميكي المضاد للميكروبات (aPDT) علاجا بديلا أو مساعدا لمنع تكوين الأغشية الحيوية C. albicans والتغلب على مقاومة الأدوية. أظهرت الورود البنغالية (RB) بوساطة aPDT قتل الخلايا الفعالة للبكتيريا و C. albicans. في هذه الدراسة ، يتم وصف فعالية RB-aPDT على C. albicans المقاومة للأدوية المتعددة. تم تصميم مصدر ضوء الصمام الثنائي الباعث للضوء الأخضر (LED) محلي الصنع ليتماشى مع مركز بئر صفيحة 96 بئرا. تم احتضان الخمائر في الآبار بتركيزات مختلفة من RB وأضاءت بتدفقات متفاوتة من الضوء الأخضر. تم تحليل آثار القتل بواسطة طريقة تخفيف اللوحة. مع مزيج مثالي من الضوء و RB ، تم تحقيق تثبيط النمو 3-log. وخلص إلى أن RB-aPDT قد يثبط بكتيريا C. albicans المقاومة للأدوية.

C. يستعمر البيض في الجهاز الهضمي والجهاز البولي التناسلي للأفراد الأصحاء ويمكن اكتشافه كميكروبات طبيعية في حوالي 50 في المائة من الأفراد1. إذا تم إنشاء خلل بين المضيف والممرض ، فإن C. albicans قادر على غزو المرض والتسبب فيه. يمكن أن تتراوح العدوى من التهابات الأغشية المخاطية المحلية إلى فشل الأعضاء المتعددة2. في دراسة مراقبة متعددة المراكز في الولايات المتحدة ، حوالي نصف العزلات من المرضى الذين يعانون من داء المبيضات الغازية بين عامي 2009 و 2017 هي C. albicans3. يمكن أن يرتبط المبيضات بارتفاع معدلات المراضة والوفيات والإقامة المطولة في المستشفى4. ....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. إعداد نظام aPDT

  1. قم بقطع أربعة صمامات ثنائية باعثة للضوء الأخضر (LEDs) من شريط LED (انظر جدول المواد) ومحاذاتها مع أربعة آبار من صفيحة 96 بئرا (الشكل 1).
    ملاحظة: تم ترتيب مصابيح LED في صفيف 4 × 3. تم لصق الجزء الخلفي من LED بالمشتت حراري لتفريق الحرارة أثناء التشع.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ويبين الشكل 1 نظام aPDT المستخدم في هذه الدراسة. نظرا لأن درجات الحرارة المرتفعة قد تسبب موتا كبيرا للخلايا ، يتم تبريد مصفوفة LED بواسطة مروحة كهربائية ، ويتم استخدام مشتت حراري أثناء التشعيع للحفاظ على درجة حرارة ثابتة عند 25 ± 1 درجة مئوية. يمكن خصم تأثير الحرارة. وجود توزيع م.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

تم الإبلاغ عن نتائج مشجعة للتطبيقات السريرية ل RB-PDT لالتهاب القرنية الفطري مؤخرا19. ذروة امتصاص RB هي 450-650 نانومتر. من الضروري تحديد معدل طلاقة مصدر الضوء لنجاح aPDT. مطلوب طلاقة عالية (عادة >100 J / cm2) لعلاج الخلايا السرطانية ، في حين من المتوقع أن يعالج طلاقة أقل الآفات المصابة<.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

تلقى هذا العمل تمويلا من مركز الطب النانوي التطبيقي بجامعة تشنغ كونغ الوطنية من برنامج مركز أبحاث المناطق المميزة في إطار مشروع براعم التعليم العالي من قبل وزارة التربية والتعليم (MOE) ، ووزارة العلوم والتكنولوجيا ، تايوان [MOST 109-2327-B-006-005] إلى TW Wong. يعترف J.H. Hung بالتمويل المقدم من مستشفى جامعة تشنغ كونغ الوطني ، تايوان [NCKUH-11006018] ، و [MOST 110-2314-B-006-086-MY3].

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
1.5 mL microfuge tubeNeptune, San Diego, USA#3745.x
5 mL round-bottom tube with cell strainer capFalcon, USA#352235
96-well plateAlpha plus, Taoyuan Hsien, Taiwan#16196
Aluminum foilsunmei, Tainan, Taiwan
Aluminum heat sinkNanyi electronics Co., Ltd., Tainan, TaiwanBK-T220-0051-01
CentrifugeEppendorf, UK5415Rdisperses heat from the LED array
Graph pad prism softwareGraphPad 8.0, San Diego, California, USAgraphing and statistics software
Green light emitting diode (LED) stripNanyi electronics Co., Ltd., Tainan, Taiwan2835
IncubatorYihder, Taipei, TaiwanLM-570D (R)Emission peak wavelength: 525 nm, Viewing angle: 150°; originated from https://www.aliva.com.tw/product.php?id=63
Light power meterOphir, Jerusalem, IsraelPD300-3W-V1-SENSOR,
Millex 0.22 μm filterMerck, NJ, USASLGVR33RS
Multidrug-resistant Candida albicansBioresource Collection and Research CenterBioresource, Hsinchu, TaiwanBCRC 21538/ATCC 10231http://catalog.bcrc.firdi.org.tw/BcrcContent?bid=21538
OD600 spectrophotometerBiochrom, London, UKUltrospec 10
Rose BengalSigma-Aldrich, MO, USA330000stock concentration 40 mg/mL = 4%, prepare in PBS, stored at 4 °C
Sterilized glass tubeSunmei Co., Ltd., Tainan, TaiwanAK45048-16100
Yeast Extract Peptone Dextrose MediumHIMEDIA, IndiaM1363

  1. Naglik, J. R., Challacombe, S. J., Hube, B. Candida albicans secreted aspartyl proteinases in virulence and pathogenesis. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 67 (3), 400-428 (2003).
  2. Pappas, P. G., et al. Clinical practice guideline for the management of candidiasis: 2016 update by the Infectious Diseases Society of America. Clinical Infectious Diseases. 62 (4), 1-50 (2016).
  3. Ricotta, E. E., et al. Invasive candidiasis species distribution and trends, United States, 2009-2017. Journal of Infectious Diseases. 223 (7), 1295-1302 (2021).
  4. Koehler, P., et al. Morbidity and mortality of candidaemia in Europe: an epidemiologic meta-analysis. Clinical Microbiology and Infection. 25 (10), 1200-1212 (2019).
  5. Toda, M., et al. Population-based active surveillance for culture-confirmed candidemia - four sites, United States, 2012-2016. Morbidity and Mortality Weekly Report Surveillance Summaries. 68 (8), 1-15 (2019).
  6. Lee, C. N., Hsu, R., Chen, H., Wong, T. W. Daylight photodynamic therapy: an update. Molecules. 25 (21), 5195 (2020).
  7. Wainwright, M. Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT). Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 42 (1), 13-28 (1998).
  8. Wong, T. W., et al. Indocyanine green-mediated photodynamic therapy reduces methicillin-resistant staphylococcus aureus drug resistance. Journal of Clinical Medicine. 8 (3), 411 (2019).
  9. Kim, M. M., Darafsheh, A. Light sources and dosimetry techniques for photodynamic therapy. Photochemistry and Photobiology. 96 (2), 280-294 (2020).
  10. Wong, T. W., Sheu, H. M., Lee, J. Y., Fletcher, R. J. Photodynamic therapy for Bowen's disease (squamous cell carcinoma in situ) of the digit. Dermatologic Surgery. 27 (5), 452-456 (2001).
  11. Wong, T. W., et al. Photodynamic inactivation of methicillin-resistant Staphylococcus aureus by indocyanine green and near infrared light. Dermatologica Sinica. 36 (1), 8-15 (2018).
  12. Stasko, N., et al. Visible blue light inhibits infection and replication of SARS-CoV-2 at doses that are well-tolerated by human respiratory tissue. Scientific Reports. 11 (1), 20595 (2021).
  13. Crosbie, J., Winser, K., Collins, P. Mapping the light field of the Waldmann PDT 1200 lamp: potential for wide-field low light irradiance aminolevulinic acid photodynamic therapy. Photochemistry and Photobiology. 76 (2), 204-207 (2002).
  14. Feenstra, R. P., Tseng, S. C. Comparison of fluorescein and rose bengal staining. Ophthalmology. 99 (4), 605-617 (1992).
  15. Demidova, T. N., Hamblin, M. R. Effect of cell-photosensitizer binding and cell density on microbial photoinactivation. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 49 (6), 2329-2335 (2005).
  16. Shahid, H., et al. Duclauxin derivatives from fungi and their biological activities. Frontiers in Microbiology. 12, 766440 (2021).
  17. Arendrup, M. C., Park, S., Brown, S., Pfaller, M., Perlin, D. S. Evaluation of CLSI M44-A2 disk diffusion and associated breakpoint testing of caspofungin and micafungin using a well-characterized panel of wild-type and fks hot spot mutant Candida isolates. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 55 (5), 1891-1895 (2011).
  18. Mukaremera, L., Lee, K. K., Mora-Montes, H. M., Gow, N. A. R. Candida albicans yeast, pseudohyphal, and hyphal morphogenesis differentially affects immune recognition. Frontiers in Immunology. 8, 629 (2017).
  19. Hung, J. H., et al. Recent advances in photodynamic therapy against fungal keratitis. Pharmaceutics. 13 (12), 2011 (2021).
  20. Martinez, J. D., et al. Rose Bengal photodynamic antimicrobial therapy: a pilot safety study. Cornea. 40 (8), 1036-1043 (2021).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved