Эффективность фотодинамического воздействия в сочетании с озоном и хлорофиллом из листьев Dracaena angustifolia на биопленки Staphylicoccus aureus
https://doi.org/10.24931/2413-9432-2019-8-2-4-13
Аннотация
Фотодинамическая терапия – эффективный метод инактивации бактериальных биопленок, основанный на сочетании воздействий светового излучения, фотосенсибилизатора и кислорода. Цель данного исследования – определение эффективности лазерного облу- чения в сочетании с озоном при добавлении экзогенного хлорофилла для инактивации биопленки Staphylococcus aureus (S. aureus). Хлорофилл был извлечен из листьев растения Dracaena angustifolia. В ходе исследования на образцах биопленки S. aureus оценива- лась антибактериальная активность каждого фактора в отдельности (лазерное излучение, озон, хлорофилл) и нескольких их сочета- ний (хлорофилл + лазерное облучение; озон + лазерное облучение; хлорофилл + озон + лазерное облучение). Полученные данные были проанализированы с использованием теста ANOVA. Анализ результатов исследования показал, что комбинированная обра- ботка озоном в течение 20 с в присутствии хлорофилла с последующим облучением в течение 4 мин снизила активность биопленок на 80,26%, показав самую высокую эффективность среди всех тестируемых групп. Для повышения эффективности фотодинамической терапии бактериальных биопленок рекомендуется использовать комбинацию лазерного излучения с хлорофиллом и озоном.
Об авторах
S. D. Astuti
Университет Аирланга
Индонезия
Сурабая
Индонезия
Сурабая
N. D. Drantantiyas
Технологический институт Суматры
Индонезия
Бандар-Лампунг
Индонезия
Бандар-Лампунг
A. P. Putra
Университет Аирланга
Индонезия
Сурабая
Индонезия
Сурабая
P. S. Puspita
Технологический Институт Сепулух Нопембер
Индонезия
Сурабая
Индонезия
Сурабая
A. Syahrom
Технологический университет Малайзии
Малайзия
Джохор-Бару
Малайзия
Джохор-Бару
S. Suhariningsih
Университет Аирланга
Индонезия
Сурабая
Индонезия
Сурабая
Список литературы
1. Donlan R.M. Biofilms and Device-Associated Infections // Emerg. Infect. Dis. – 2001. – Vol. 7(2). – P. 277–281.
2. Gordon R.J., Lowy F.D. Pathogenesis of Methicillin-ResistantStaphylococcus aureus Infection // Clin. Infect. Dis. – 2008. – Vol. 46(5). – P. 350–359.
3. Stewart P.S., Costerton J.W. Antibiotic resistance of bacteria in biofilms // Lancet. – 2001. – Vol. 358(9276). – P. 135–138.
4. Oli A.K., Raju S., Nagaveni S. Biofilm formation by Multidrugresistant Enterococcus faecalis (MDEF) originated from clinical samples Ella foundations Hyderabad // J. Microbiol. Biotechnol. Res. – 2012. – Vol. 2(2). – P. 284–288.
5. Xu Y., Itzek A., Kreth J. Comparison of genes required for H2O2resistance in Streptococcus gordonii and Streptococcus sanguinis// Microbiology. – 2014. – Vol. 160. – P. 2627–2638.
6. Huang L., Dai T., Hamblin M.R. Antimicrobial Photodynamic Inactivationand Photodynamic Therapy for Infections // MethodsMol Biol. – 2010. – P. 1–18.
7. Castano A.P., Demidova T.N., Hamblin M.R. Mechanisms in photodynamic therapy: part one—photosensitizers, photochemistry and cellular localization // Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. – 2004. – Vol. 1(4). – P. 279–293.
8. Astuti S.D., Puspita P.S., Putra A.P., et al. The Antifungal Agent of Silver Nanoparticles Activated by Diode Laser as Light Source to Reduce C. albicans Biofilms: An In vitro Study // Lasers Med. Sci. – 2018. doi: 10.1007/s10103-018-2677-4
9. Street C.N., Pedigo L.A., Loebel N.G. Energy Dose Parameters Affect Antimicrobial Photodynamic Therapy–Mediated Eradication of Periopathogenic Biofilm and Planktonic Cultures // Photomed. Laser Surg. – 2010. – Vol. 28(S1). – P. 61–66.
10. Brandis A.S., Salomon Y., Scherz A. Chlorophyll Sensitizers in Photodynamic Therapy // Chlorophylls bacteriochlorophyls: Biochem. Biophys. Funct. Appl. – 2006. – P. 461–483.
11. Song B.H., Lee D.H., Kim B.C., et al. Photodynamic therapy using chlorophyll-a in the treatment of acne vulgaris: A randomized, single-blind, split-face study // J. Am. Dermatology. – 2014. – Vol. 71(4). – P. 764–771.
12. Gomaa I., Ali S.E., El-Tayeb T.A., Abdel-Kader M.H. Chlorophyll derivative mediated PDT versus methotrexate: an in vitro study using MCF-7 cells // Photodiagnosis Photodyn. Ther. – 2012. – Vol. 9(4). – P. 362–368.
13. Astuti S.D., Arifianto D., Drantantiyas N.D.G., et al. Efficacy of CNCLaser diode Combine with Chlorophylls to Eliminate Staphylococcus aureus Biofilm // IEEE. – 2016. – P. 57–61.
14. Bocci V., Borrelli E., Travagli V., Zanardi I. The Ozone Paradox: Ozone Is a Strong Oxidant as Well as a Medical Drug // Wiley Interscience. – 2006.
15. Hegge A.B., Bruzell E., Kristensen S., Tonnesen H.H. Photoinactivation of Staphylococcus epidermidis biofilms and suspensions by the hydrophobic photosensitizer curcumin – Effect of selected nanocarrier: Studies on curcumin and curcuminoides XLVII // Eur. J. Pharm. Sci. – 2012. – Vol. 47(1). – P. 65–74.
16. Milenković S.M., Zvezdanović J.B., Anđelković T.D. The Identification of Chlorophyll and Its Derivatives in The Pigment Mixtures : Hplc-Chromatography, Visible and Mass Spectroscopy Studies // Advanced technologies. – 2012. – Vol. 1(1). – P. 16–24.
17. Torres P.B., Chow F., Furlan C.M., Mandelli F. Standardization of A Protocol to Extract and Analyze Chlorophyll A and Carotenoids // Brazilian J. Oceanogr. – 2014. – Vol. 62(1). – P. 57–63.
18. Porra R.J., Thompson W.A., Kriedemann P.E. Determination of accurate extinction coefficients and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectroscopy // Biochim. Biophys. Acta. –1989. – Vol. 975. – P. 384–394.
19. Plaetzer K., Krammer B., Berlanda J., et al. Photophysics and photochemistry of photodynamic therapy: Fundamental aspects // Lasers Med. Sci. – 2009. – Vol. 24(2). – P. 259–268.
20. Liu J., Zeng Y., Lin F. Optic Experimental study on light scattering by biological cells with discrete sources method // Opt. – Int. J. Light Electron Opt. – 2016. – Vol. 127(11). – P. 4731–4735.
21. Wainwright M. Photosensitisers in Biomedicine. – 1st Edition Wiley Blackwell, 2009. – P. 13–36.
22. Lipovsky A., Nitzan Y., Friedmann H., Lubart R. Sensitivity of Staphylococcus aureus strains to broadband visible light // Photochem. Photobiol. – 2009. – Vol. 85(1). – P.255–260.
23. Nikitina R.G., Kaplan M.A., Morozova T.G., et al. Role of laser energy density for photodynamic therapy of radiation injuries of the skin // Bull. Exp. Biol. Med. – 2005. – Vol. 140(5). – P. 558–560.
24. Mishra S., Imlay J. Why Do Bacteria Use So Many Enzymes to Scavenge Hydrogen Peroxide? // Arch Biochem Biophys. – 2012. – Vol. 525(2). – P.145–160.
25. Weishaupt K.R., Gomer C.J., Dougherty T.J. Identification of Singlet Oxygen as The Cytotoxic Agent in Photo-inactivation of a Murine Tumor // Cancer Res. – 1976. – Vol. 36. – P. 2326–2329.
26. Borrelli E., Bocci V. Basic Biological and Therapeutic Effects of Ozone Therapy in Human Medicine. in Ozone Science and Technology / Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS) [Ed. Rein Munter]. – Oxford: Eolss Publishers, 2010. [Available at: http://www.eolss.net] [Retrieved June 22, 2018]
27. Onyango A.N. Endogenous Generation of Singlet Oxygen and Ozone in Human and Animal Tissue: Mechanism, Biological Significance, and Influence of Dietary Components // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2016. – 22 p. http://dx.doi.org/10.1155/2016/2398573
28. Astuti S.D., Zaidan A., Setiawati E.M., Suhariningsih. Chlorophyll mediated photodynamic inactivation of blue laser on Streptococcus mutans // AIP Conference Proceedings 1718. – 2016. – 120001. Available at: http://dx.doi.org/10.1063/1.4943353
29. Grisham M.B. Methods of Detect Hydrogen Peroxide in Living Cells: Possibilities and Pitfalls // Comparative Biochemistry and Physiology. – 2013. – P. 1–10.
Рецензия
Для цитирования:
Astuti S.D., Drantantiyas N.D., Putra A.P., Puspita P.S., Syahrom A., Suhariningsih S. Эффективность фотодинамического воздействия в сочетании с озоном и хлорофиллом из листьев Dracaena angustifolia на биопленки Staphylicoccus aureus. Biomedical Photonics. 2019;8(2):4-13. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2019-8-2-4-13
For citation:
Astuti S.D., Drantantiyas N.D., Putra A.P., Puspita P.S., Syahrom A., Suhariningsih S. Photodynamic effectiveness of laser diode combined with ozone to reduce STaphylicoccus aureus biofilm with exogenous chlorophyll of Dracaena angustifolia leaves. Biomedical Photonics. 2019;8(2):4-13. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2019-8-2-4-13
Просмотров: 1830
Послать статью по эл. почте 