JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Immunology and Infection

Роза Бенгал-Опосредованная Фотодинамическая Терапия для ингибирования Candida albicans

Published: March 24th, 2022

DOI:

10.3791/63558

* These authors contributed equally

Растущая заболеваемость лекарственно-устойчивыми Candida albicans является серьезной проблемой здравоохранения во всем мире. Антимикробная фотодинамическая терапия (aPDT) может предложить стратегию борьбы с лекарственно-устойчивыми грибковыми инфекциями. Настоящий протокол описывает опосредованную розой бенгальскую эффективность aPDT на штамме C. albicans in vitro с множественной лекарственной устойчивостью.

Инвазивная инфекция Candida albicans является значительной оппортунистической грибковой инфекцией у людей, потому что она является одним из наиболее распространенных колонизаторов кишечника, рта, влагалища и кожи. Несмотря на доступность противогрибковых препаратов, смертность от инвазивного кандидоза остается ~50%. К сожалению, заболеваемость лекарственно-устойчивымИ C. albicans растет во всем мире. Антимикробная фотодинамическая терапия (aPDT) может предложить альтернативное или адъювантное лечение для ингибирования образования биопленки C. albicans и преодоления лекарственной устойчивости. Роза бенгальская (RB)-опосредованная aPDT показала эффективное уничтожение клеток бактерий и C. albicans. В данном исследовании описана эффективность RB-aPDT на C. albicans с множественной лекарственной устойчивостью. Самодельный зеленый светодиодный (LED) источник света предназначен для выравнивания с центром колодца 96-луночной пластины. Дрожжи инкубировали в колодцах с различными концентрациями RB и освещали различными колебаниями зеленого света. Эффекты уничтожения были проанализированы методом разбавления пластин. При оптимальном сочетании света и RB было достигнуто 3-логарифмическое торможение роста. Был сделан вывод о том, что RB-aPDT может потенциально ингибировать лекарственно-устойчивые C. albicans.

C. albicans колонизируется в желудочно-кишечном тракте и мочеполовом тракте здоровых людей и может быть обнаружен как нормальная микробиота примерно у 50 процентов лиц1. Если между хозяином и патогеном создается дисбаланс, C. albicans способен вторгаться и вызывать заболевание. Инфекция может варьироваться от локальных инфекций слизистой оболочки до полиорганной недостаточности2. В многоцентровом обсервационном исследовании в США около половины изолятов пациентов с инвазивным кандидозом в период с 2009 по 2017 год составляют C. albicans3. Кандидемия может быть связана с ....

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

1. Подготовка системы aPDT

  1. Вырежьте четыре зеленых светодиода (СВЕТОДИОДЫ) из светодиодной ленты (см. Таблицу материалов) и выровняйте их с четырьмя колодцами 96-луночной пластины (рисунок 1).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Светодиоды были расположены в массиве 4 x 3. Зад.......

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

На рисунке 1 показана система aPDT, используемая в настоящем исследовании. Поскольку высокие температуры могут вызвать значительную гибель клеток, светодиодная решетка охлаждается электрическим вентилятором, а во время облучения используется радиатор для поддержания п.......

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

Обнадеживающие результаты клинического применения RB-PDT при грибковом кератите были зарегистрированы недавно19. Пик поглощения RB находится на уровне 450-650 нм. Для успешного aPDT важно определить скорость флюенса источника света. Высокая флюенс (обычно >100 Дж /см2) требуетс?.......

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

Эта работа получила финансирование от Центра прикладной наномедицины, Национального университета Ченг Кунг от Программы Исследовательского центра избранных областей в рамках проекта «Ростки высшего образования» Министерства образования (MOE) и Министерства науки и технологий Тайваня [MOST 109-2327-B-006-005] до TW Wong. J.H. Hung признает финансирование от Национальной университетской больницы Чэн Кунг, Тайвань [NCKUH-11006018] и [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

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved