Изучение накопления водорастворимых несимметричных катионных пор- фиринов в грамположительных воз6удителях раневых инфекций при фотодинамической инактивации

B ра6оте представлены результаты исследования по изучению накоплении трëх разных соединений водорастворимых несимметрич- ных катионных порфиринов 6актериями S. aureus, S. epidermidis, S. haemolyticus и E. faecalis с помощью проточной цитофлуориметрии и флуоресцентной микроскопии. Исследуемые микроорганизмы – вы6орка (n=4) изолятов из 6иоматериала (раневое отделяемое) от пациентов с раневыми инфекциями (ожоговая рана, трофическая язва, инфекция о6ласти хирургического вмешательства и др.). Тестируемые штаммы проявляли устойчивость к 1-7 анти6иотикам, два штамма 6ыли носителями гена mecA. Порфирины, содержащие на периферии порфиринового цикла гетероциклические фрагменты (остатки 6ензоксазола, N-метил 6ензимидазола и 6ензотиазола), в разной степени спосо6ны накапливаться в 6актериальных клетках: порфирин c N-метил 6ензимидазолом в 6ольшей степени про- никает в клетки 6актерий, и сигнал флуоресценции наи6ольшей интенсивности на6людается для S. aureus и E. faecalis после инку6ации с данным видом соединения. На6людается некоторая гетерогенность популяции 6актериальных клеток в отношении спосо6ности накапливать порфирины, доказано наличие лизиса 6актерий S. aureus после инку6ации с фотосенси6илизатором и последующей фотодинамической инактивацией под действием света. Полученные данные определяют перспективы для дальнейшего изучения соединений и определения их 6актерицидного потенциала.

1. World health statistics 2024: monitoring health for the SDGs, Sustainable Development Goals // Geneva: World Health Organization. – 2024. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.

2. European Centre for Disease Prevention and Control // Antimicrobial resistance in the EU/EEA (EARS-Net) – Annual Epidemiological Report 2023. Stockholm: ECDC. – 2024.

3. Kharkwal G.B., Sharma S.K., Huang Y.Y., et al. Photodynamic therapy for infections: clinical applications // Lasers Surg Med. – 2011. – Vol. 43(7). – P. 755-67. https://doi.org/10.1002/lsm.21080.

4. Semyonov D.Yu., Vasil’ev Yu.L., Dydykin S.S. et al. Antimicrobial and antimycotic photodynamic therapy (review of literature) // Biomedical Photonics. – 2021. –Vol. 10(1). – P. 25-31. https://doi.org/10.24931/2413- 9432-2021-10-1-25-31

5. Мишутина O. Л., Bолченкова Г.B., Ковалева Н.С. и др. Фотодинами- ческая терапия в стоматологии (о6зор литературы) // Смоленский медицинский альманах. – 2019. – №3. – С.102-111. – EDN: PMCRWJ.

6. Рисованная, O. Н. Фотодинамическая терапия – современные взгляды и новшества в стоматологии / O. Н. Рисованная, Т. Ш. Aн- дреасян // Медицинский алфавит. – 2024. – № 18. – С. 78-84. https:// doi.org/10.33667/2078-5631-2024-18-78-84

7. Morgado L.F., Travolo A.R.F., Muehlmann L.A., et al. Photodynamic Therapy treatment of onychomycosis with Aluminium-Phthalocyanine Chloride nanoemulsions: A proof of concept clinical trial // J Photochem Photobiol B. – 2017. – Vol. 173. – P. 266-270. https://doi.org/10.1016/j. jphotobiol.2017.06.010.

8. La Selva A., Negreiros R.M, Bezerra D.T., et al. Treatment of herpes labialis by photodynamic therapy: Study protocol clinical trial (SPIRIT compliant) // Medicine (Baltimore). – 2020. – P. 99 (12): e19500. https:// doi.org/10.1097/MD.0000000000019500.

9. Galinari C.B., Conrado P.C.V., Arita G.S., et al. Nanoencapsulated hypericin in P-123 associated with photodynamic therapy for the treatment of dermatophytosis. J Photochem Photobiol B. – 2021. – Vol. 215. – P. 112103. https://doi.org/10.1016/j. jphotobiol.2020.112103.

10. Maldonado A.E., Osorio Peralta M.O., Moreno V.A., et al. Effectiveness of Photodynamic Therapy in Elimination of HPV-16 and HPV-18 Associated with CIN I in Mexican Women // Photochem Photobiol. – 2017. – Vol. 93(5). – P. 1269-1275. https://doi.org/10.1111/php.12769.

11. Shanazarov N.A., Zinchenko S.V., Kisikova S.D., et al. Photodynamic therapy in the treatment of HPV-associated cervical cancer: mechanisms, challenges and future prospects // Biomedical Photonics. – 2024. – Vol. 13(1). – P. 47-55. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2023-13-1-47-55

12. Патент № 2820135 C1 Российская Федерация, МПК A61N 5/067, A61K 33/14, A61M 25/10. Спосо6 лечения 6ольных хроническим рецидивирующим 6актериальным циститом: № 2023122177: за- явл. 25.08.2023: опу6л. 29.05.2024 / Стрельцова O.С., Aнтонян A.Э., Седова E.С. [и др.]; заявитель федеральное государственное 6юд- жетное о6разовательное учреждение высшего о6разования «Приволжский исследовательский медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

13. Логунова E.B., Eгоров B.И., Наседкин A.Н и др. Использование ферментов с целью повышения эффективности антимикро6ной фотодинамической терапии 6ольных хроническим тонзиллитом // Bестник оториноларингологии. – 2016. – № 81(2). – С.44-48. https:// doi.org/10.17116/otorino201681244-48

14. Плавский B.Ю., Плавская Л.Г., Дудинова O.Н. и др. Эндогенные фотоакцепторы, сенси6илизирующие фото6иологические реак- ции в соматических клетках // Mурнал прикладной спек- троскопии. – 2023. – № 90(2). – С. 239-252. https://doi.org/10. 47612/0514-7506-2023-90-2-239-252

15. Guffey J.S, Payne W., Jones T., et al. Evidence of resistance development by Staphylococcus aureus to an in vitro, multiple stage application of 405 nm light from a supraluminous diode array // Photomed Laser Surg. – 2013. – Vol. 31. – P. 179-82. https://doi.org/10.1089/pho.2012.3450

16. Amin R.M., Bhayana B., Hamblin M.R., et al. Antimicrobial blue light inactivation of Pseudomonas aeruginosa by photo-excitation of endogenous porphyrins: In vitro and in vivo studies // Lasers Surg Med. – 2016. – Vol. 48. – P. 562-568. https://doi.org/10.1002/lsm.22474

17. Pieranski M., Sitkiewicz I., Grinholc M. Increased photoinactivation stress tolerance of Streptococcus agalactiae upon consecutive sublethal phototreatments // Free Radic Biol Med. – 2020. – Vol. 160. – P. 657-69. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2020.09.003

18. Rapacka-Zdonczyk A., Wozniak A., Pieranski M., et al. Development of Staphylococcus aureus tolerance to antimicrobial photodynamic inactivation and antimicrobial blue light upon sub-lethal treatment // Sci Rep. – 2019. – Vol. 9. – P.1-18. https://doi.org/10.1038/s41598-019- 45962-x

19. Тиганова И.Г., Макарова E.A., Меерович Г.A. и др. Фотодинамиче- ская инактивация патогенных 6актерий в 6иопленках с исполь- зованием новых синтетических производных 6актериохлорина // Biomedical Photonics. – 2017. – Т. 6, № 4. – С. 27-36.

20. Lebedeva N.S., Gubarev Y.A., Koifman M.O., et al. The Application of Porphyrins and Their Analogues for Inactivation of Viruses // Molecules. – 2020. – vol. 23. – no.25(19). – P. 4368. https://doi.org/10.3390/ molecules25194368.

21. Ле6едева Н.Ш., Койфман O.И. Супрамолекулярные системы на ос- нове макроциклических соединений с протеинами. Перспективы применения. // Биоорганическая химия. – 2022. – Vol. 48(1). – P. 3-31. https://doi.org/10.31857/S0132342322010079.

22. Rapacka-Zdończyk A., Woźniak A., Michalska K., et al. Factors Determining the Susceptibility of Bacteria to Antibacterial Photodynamic Inactivation // Front Med (Lausanne). – 2021. – Vol. 8. – P. 642609. https://doi.org/10.3389/fmed.2021.642609.

23. Киселев A.Н., Ле6едев М.A., Сыр6у С.A. и др. Синтез и исследование водорастворимых несимметричных катионных порфиринов как потенциальных фотоинактиваторов патогенов // Известия Aкаде- мии наук. Серия химическая. – 2022. – № 12. – С. 2691-2700.

24. Eвропейский комитет по определению чувствительности к анти- микро6ным препаратам. Та6лицы пограничных значений для ин- терпретации значений МПК и диаметров зон подавления роста. Bерсия 13.0, 2023. – URL: https://www.antibiotic.ru/library/eucast- eucast-clinical-breakpoints-bacteria-13-0-rus/ (дата о6ращения: 18.02.2024)