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

Candida albicans'ı İnhibe Etmek için Gül Bengal Aracılı Fotodinamik Terapi

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

İlaca dirençli Candida albicans'ın artan insidansı dünya çapında ciddi bir sağlık sorunudur. Antimikrobiyal fotodinamik tedavi (aPDT), ilaca dirençli mantar enfeksiyonlarına karşı savaşmak için bir strateji sunabilir. Bu protokol, in vitro olarak çoklu ilaca dirençli C. albicans suşu üzerinde Gül bengal aracılı aPDT etkinliğini tanımlamaktadır.

İnvaziv Candida albicans enfeksiyonu, insanlarda önemli bir fırsatçı mantar enfeksiyonudur, çünkü bağırsak, ağız, vajina ve cildin en yaygın kolonizatörlerinden biridir. Antifungal ilaçların mevcudiyetine rağmen, invaziv kandidiyazisin mortalite oranı ~% 50 oranında kalmaktadır. Ne yazık ki, ilaca dirençli C. albicans insidansı küresel olarak artmaktadır. Antimikrobiyal fotodinamik tedavi (aPDT), C. albicans biyofilm oluşumunu inhibe etmek ve ilaç direncinin üstesinden gelmek için alternatif veya adjuvan bir tedavi sunabilir. Gül bengal (RB) aracılı aPDT, bakteri ve C. albicans'ın etkili hücre öldürmesini göstermiştir. Bu çalışmada, RB-aPDT'nin çoklu ilaca dirençli C. albicans üzerindeki etkinliği tanımlanmıştır. Ev yapımı yeşil ışık yayan diyot (LED) ışık kaynağı, 96 delikli bir plakanın kuyusunun ortasına hizalanacak şekilde tasarlanmıştır. Mayalar, farklı RB konsantrasyonlarına sahip kuyucuklarda inkübe edildi ve değişen yeşil ışık akıcılıkları ile aydınlatıldı. Öldürme etkileri plaka seyreltme yöntemi ile analiz edildi. Optimal bir ışık ve RB kombinasyonu ile 3 log büyüme inhibisyonu sağlandı. RB-aPDT'nin ilaca dirençli C. albicans'ı potansiyel olarak inhibe edebileceği sonucuna varılmıştır.

C. albicans , sağlıklı bireylerin gastrointestinal ve genitoüriner yollarında kolonize olur ve bireylerin yaklaşık yüzde 50'sinde normal mikrobiyota olarak tespit edilebilir1. Konakçı ve patojen arasında bir dengesizlik yaratılırsa, C. albicans istila edebilir ve hastalığa neden olabilir. Enfeksiyon lokal mukoza zarı enfeksiyonlarından çoklu organ yetmezliğine kadar değişebilir2. ABD'de yapılan çok merkezli bir sürveyans çalışmasında, 2009 ve 2017 yılları arasında invaziv kandidiyazisli hastalardan alınan izolatların yaklaşık yarısı C. albicans3'tür. Kandidemi yüksek mor....

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

1. aPDT sistem hazırlığı

  1. Bir LED şeritten dört yeşil ışık yayan diyotu (LED'ler) kesin ( Malzeme Tablosuna bakınız) ve bunları 96 delikli bir plakanın dört kuyucuğuyla hizalayın (Şekil 1).
    NOT: LED'ler 4 x 3'lük bir dizi halinde düzenlenmiştir. LED'in arkası, ışınlama sırasında ısıyı dağıtmak için bir ısı emiciye yapıştırıldı.
  2. LED'in akıcılık hızı11'i bir ışık güc.......

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

Şekil 1'de bu çalışmada kullanılan aPDT sistemi görülmektedir. Yüksek sıcaklıklar önemli hücre ölümüne neden olabileceğinden, LED dizisi bir elektrikli fan tarafından soğutulur ve ışınlama sırasında 25 ± 1 ° C'de sabit bir sıcaklığı korumak için bir ısı emici kullanılır. Isı etkisi azaltılabilir. Eşit bir ışık dağılımına sahip olmak da başarılı bir aPDT için önemli bir belirleyici faktördür; bu nedenle, aydınlatma sırasında LED ampulün .......

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

RB-PDT'nin fungal keratit için klinik uygulamalarının cesaret verici sonuçları son zamanlarda bildirilmiştir19. RB'nin absorpsiyon zirvesi 450-650 nm'dir. Başarılı bir aPDT için ışık kaynağının akıcılık oranını belirlemek esastır. Kanser hücrelerini tedavi etmek için yüksek bir fluans (genellikle >100 J /cm2) gerekirken, enfekte lezyonları tedavi etmek için daha düşük bir fluans beklenmektedir6. Yüksek akıcılık, klinik bir ortamd.......

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

Bu çalışma, Eğitim Bakanlığı (MOE) ve Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı [MOST 109-2327-B-006-005] tarafından Yüksek Öğrenim Filiz Projesi çerçevesinde Öne Çıkan Alanlar Araştırma Merkezi Programı'ndan Ulusal Cheng Kung Üniversitesi Uygulamalı Nanotıp Merkezi'nden TW Wong'a fon almıştır. J.H. Hung, Tayvan Ulusal Cheng Kung Üniversite Hastanesi'nden [NCKUH-11006018] ve [MOST 110-2314-B-006-086-MY3] gelen fonları kabul ediyor.

....

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