Ymchwil gwrthficrobaidd a gwrthffyngaidd i las methylen: golau yn erbyn tywyllwch

Mae dau ddarllenydd yn gweld yr ymadrodd glas methylen gwrthficrobaidd ac yn dychmygu pethau gwahanol. Mae un yn dychmygu hylif glas sy'n gwenwyno microbau wrth ddod i gysylltiad â nhw. Mae'r llall yn dychmygu gweithdrefn lle mae llifyn ynghyd â golau coch yn eu dinistrio. Mae rhywfaint o wirionedd yn y ddau ddarlun. Nid yw'r naill na'r llall yn gysyniad cyflawn, a'u cymysgu yw lle mae'r rhan fwyaf o honiadau ar-lein yn mynd o chwith.

Y gwahaniaeth hwn yw testun yr adolygiad. Mae gan las methylen wenwyndra cymedrol yn y tywyllwch pan fo'r crynodiad yn ddigon uchel. Gyda golau coch, mae'n dod yn ffotosensiteiddiwr: mae'n amsugno ffoton, yn cyrraedd cyflwr tripled adweithiol, ac yn ysgogi cemeg ocsideiddiol sy'n niweidio llawer o dargedau ar unwaith. Mae gan y drefn hon a actifadir gan olau ei henw ei hun, therapi ffotodynamig gwrthficrobaidd, a'i hamodau ei hun. Nid crynodiad yn unig sy'n ei diffinio. Tonfedd, dos y golau, deori, ocsigen, a'r organeb sy'n penderfynu'r canlyniad.

Y ddau gysyniad lladd

Meddyliwch am y cysyniad yn y tywyllwch yn gyntaf. Llifyn ffenothiasiniwm â gwefr bositif yw glas methylen. Mae'n cysylltu ag amlenni microbaidd, yn mynd i mewn i gelloedd i raddau amrywiol, ac yn ymwneud â chemeg rhydocs a rhwymo. Nid oes ffotonau yn rhan o'r broses. Mae lladd yn digwydd, ond dim ond ar grynodiadau sy'n amrywio'n fawr rhwng organebau, ac nid un targed penodol sydd wrth wraidd y mecanwaith.

Mae'r cysyniad ffotodynamig yn ychwanegu golau. Mae ffotonau coch tua 630 i 680 nm yn gorgyffwrdd â band amsugno'r llifyn, gyda brig y monomer ger 664 nm. Mae amsugno'n gwthio'r llifyn i gyflwr sengled byrhoedlog, yna i gyflwr tripled sy'n para'n hirach. Oddi yno, mae dau deulu o adweithiau'n dilyn. Mewn cemeg Math I, mae'r tripled yn trosglwyddo electron i swbstrad ac yn cychwyn llwybrau radicalaidd sy'n cynnwys rhywogaethau uwchocsid a hydrocsyl. Mewn cemeg Math II, mae'n trosglwyddo egni'n uniongyrchol i ocsigen yn ei gyflwr sylfaenol ac yn cynhyrchu ocsigen sengled. Gall y ddau weithredu ar unwaith, ac mae galw'r llifyn yn gyfrwng ocsigen sengled pur yn orsymleiddio. Mae adolygiad o'r berthynas rhwng strwythur a gweithgarwch ffotosensiteiddwyr ffenothiasiniwm yn dangos y pwynt yn uniongyrchol: ar draws llifynnau cysylltiedig, nid oedd ffotowenwyndra i facteria yn dilyn cynnyrch ocsigen sengled yn unig, oherwydd roedd derbyniad, lleoliad, a rhydwytho i'r ffurf lewco anactif yr un mor bwysig â ffotoffiseg. Esbonnir y ffotocemeg y tu ôl i'r rheol tonfedd yn yr adolygiad cysylltiedig o lifyn ynghyd â golau coch.

Mae ocsigen sengled yn ganolog i un briodwedd ddefnyddiol. Mae'n adweithio â llawer o fiomoleciwlau ar unwaith, felly mae'r ymosodiad yn amlffactoraidd yn hytrach nag wedi'i anelu at un ensym neu brotein rhwymo. Cyflwynodd disgrifiad sylfaenol o gemotherapi gwrthficrobaidd ffotodynamig hyn fel y rheswm nad oes llawer o bwys i broffiliau ymwrthedd confensiynol: nid yw protein rhwymo penisilin ychwanegol na thopoisomeras wedi treiglo yn atal hyrddiad o ocsigen adweithiol. Daliodd y rhesymeg hon wrth brofi yn erbyn Staphylococcus aureus sy'n gwrthsefyll methisilin ac enterococau sy'n gwrthsefyll fancomycin, fel y dengys y matrics isod. Nid yw'n golygu bod ymwrthedd yn amhosibl, dim ond ei fod yn gweithio'n wahanol. Gall pympiau all-lifiad ac amddiffynfeydd gwrthocsidiol newid y dos o hyd, yn enwedig mewn ffyngau.

Matrics organebau a modelau astudio

Y tabl hwn yw prif adnodd yr erthygl. Mae pob gwerth yn benodol i'r protocol: yr un llifyn, ond dos golau neu gyfnod deori gwahanol, a cheir rhif gwahanol. Peidiwch â darllen MBC, MLC, ac MIC fel pe baent yn gyfnewidiol. Yma, mae MBC ac MLC yn golygu nad oes goroeswyr wrth is-feithrin, tra bod MIC yn golygu atal twf. Mae amodau'r golau yn dilyn pob cofnod.

Organeb a model	Canlyniad yn y tywyllwch	Canlyniad gyda golau	Amodau
S. aureus NCTC 6571, daliant planctonig	MBC 5 uM	MBC 5 uM	Tabl adolygu, golau gwyn 12 J per cm2
S. aureus NCTC 6571, daliant planctonig	MLC 2.5 uM	MLC 1 uM	Protocol sylfaenol 1997, 1.7 mW per cm2 am 1 awr, tua 6.3 J per cm2, inocwlwm ger 10^6 CFU per mL, a adroddwyd yn yr astudiaeth ffotofacterleiddiol ffenothiasiniwm wreiddiol
MRSA EMRSA-15, planctonig	MBC 80 uM	MBC 20 uM	Tabl adolygu, tua 12 J per cm2, cynnydd pedwarplyg mewn sensitifrwydd
MRSA EMRSA-16, planctonig	MBC 40 uM	MBC 10 uM	Yr un protocol ag uchod
E. coli NCTC 9001, planctonig	MBC 500 uM	MBC 100 uM	Yr un protocol, cynnydd pum-plyg mewn sensitifrwydd
P. aeruginosa NCTC 10622, planctonig	MBC 500 uM	MBC 25 uM	Yr un protocol, cynnydd ugain-plyg mewn sensitifrwydd
E. faecalis NCTC 775, planctonig	MLC 100 uM	MLC 100 uM	Protocol 1997 ar 6.3 J per cm2, dim gwelliant ar gyfer y straen a'r dos hwn
E. faecium sy'n gwrthsefyll fancomycin, planctonig	MBC 400 uM	MBC 400 uM	Tabl adolygu, dim gwelliant gyda'r llifyn gwreiddiol, tra bod deilliadau methyliedig mwy hydroffobig wedi gwella'r canlyniad, yn ôl yr astudiaeth o enterococws sy'n gwrthsefyll fancomycin
Candida albicans, planctonig	MIC dros 12.79 ug per mL	MIC 12.79, 6.39, ac 1.59 ug per mL ar 5, 10, a 15 J per cm2	Rhagdeori am 30 munud yn y tywyllwch, LED coch 600 i 650 nm gyda brig ar 635 nm, yn ôl astudiaeth dos–ymateb o weithred ffotodynamig gwrthffyngaidd glas methylen
C. albicans YEM14 yn erbyn straen sy'n gorfynegi pympiau all-lifiad, lladd CFU	Ddim yn berthnasol	Lladd tua 5 log yn y straen gwreiddiol, lladd bron dim yn y straen sy'n gorfynegi CDR1/CDR2	Llifyn 100 uM, deori am 30 munud, 660 nm ar 60 J per cm2, yn ôl astudiaeth o effeithiau pympiau all-lifiad ar ffotoladd gan las methylen
Hyffâu Trichophyton rubrum yn erbyn sborau	Ddim yn berthnasol	MIC hyffâu tua 6.3 ug per mL, sborau tua 2.0 ug per mL; roedd angen 5 ug per mL ynghyd â 100 J per cm2 ar gyfer hyffâu i atal CFU yn llwyr, o gymharu ag 1.25 ug per mL ynghyd â 40 J per cm2 ar gyfer sborau	Protocol ffotodynamig 635 nm, yn ôl astudiaeth o dueddiad dermatophyte ar wahanol gamau
Bioffilm aeddfed is-ddeintgig 33 rhywogaeth, dyfais Calgary, diwrnod 6	MB ar ei ben ei hun: gostyngiad o dros 80 y cant yn y cyfrif cyfan	MB ynghyd â LED 660 nm: gostyngiad o tua 55 y cant mewn gweithgarwch metabolaidd, dim ailstrwythuro eang yn y gymuned	Llifyn 0.01 y cant (100 ug per mL), 660 nm ar tua 330 mW per cm2 am 5 munud, twf anaerobig, yn ôl astudiaeth in vitro o fioffilm amlrywogaeth y geg

Mae tri phatrwm yn amlwg. Yn gyntaf, mae staffylococau Gram-bositif yn marw ar lefelau micromolar isel, tra bod angen tua chan gwaith yn fwy o lifyn ar wialenni Gram-negatif yn y tywyllwch, oherwydd bod pilen allanol bacteria Gram-negatif yn cyfyngu ar fynediad. Mae golau'n culhau'r bwlch ond nid yw'n ei gau. Yn ail, mae gweithred gwrthffyngaidd glas methylen yn real ond yn amodol: mae lladd Candida gan las methylen yn gwella'n serth gyda dos y golau, a gall un newid ffenoteip, megis gorfynegi pympiau all-lifiad, ddileu lladd o 5 log ar yr un dos. Yn drydydd, mae bioffilm aeddfed yn ymddwyn yn wahanol i ddaliannau, a dyna gyd-destun rhes bioffilm y geg.

Bacteria: lle mae golau'n helpu fwyaf, a lle nad yw'n helpu

Staffylococau yw'r achos sensitif. Mae hyd yn oed gwerthoedd y tabl adolygu ar gyfer MRSA epidemig ar lefel y cymharydd fancomycin neu islaw hynny ar ôl defnyddio golau, a pherfformiodd deilliadau dimethyliedig yn well fyth oherwydd bod methylu wedi cynyddu lipoffiledd a chynnyrch ocsigen sengled wrth wrthsefyll rhydwytho i'r ffurf lewco. Mae'r manylyn cemegol hwn yn bwysig: mae'n dangos bod lladd yn gynnyrch cludiant ynghyd â ffotoffiseg, nid ffotoffiseg yn unig.

Mae organebau Gram-negatif yn dangos ochr cludiant y broses. Roedd angen 500 uM ar Pseudomonas yn y tywyllwch a 25 uM gyda golau, gwelliant ugain-plyg, ond mae'r gwerth gyda golau yn dal yn llawer uwch nag amrediad y staffylococau. Mae'r wefr gationig yn helpu'r llifyn i nesáu at y bilen allanol, ond treiddiad yw'r cyfyngiad o hyd. Mae fformwleiddiadau, amser deori, a dewis deilliad yn newid y rhifau hyn yn fwy nag ailadrodd yr un llifyn ar ddos uwch.

Mae enterococau yn cynnig y rhybudd. O dan y protocolau hŷn, ni ddangosodd E. faecalis unrhyw fantais o olau o gwbl, ac roedd angen moleciwl gwahanol ar E. faecium sy'n gwrthsefyll fancomycin yn hytrach na mwy o olau. Mae unrhyw un sy'n dyfynnu un MBC glas methylen fel cysonyn gwrthfacterol cyffredinol yn camddarllen y llenyddiaeth. Nid oes cysonyn o'r fath. Dim ond gwerthoedd sy'n benodol i straen, cyfrwng, inocwlwm, deori, tonfedd, a fflwens sydd. Mae sut i ddarllen y gwerthoedd hynny heb dwyllo'ch hun yn cael ei drafod yn y canllaw i ddehongli cromliniau lladd.

Ffyngau: yn dueddol, ond y cam a'r pympiau sy'n penderfynu

Mae waliau ffwngaidd o glwcanau, mannanau, a chitin yn creu problem derbyniad wahanol i facteria, ac mae ffyngau'n ychwanegu amddiffynfeydd gweithredol. Canlyniad all-lifiad Candida uchod yw'r enghraifft gliriaf: yr un llifyn, yr un golau, yr un cyfrwng, ond goroesodd y straen a oedd yn gorfynegi tra collodd y straen gwreiddiol tua 99.999 y cant o unedau ffurfio cytrefi. Mae dermatophytes yn ychwanegu dimensiwn datblygiadol. Mae sborau'n marw'n llawer haws na hyffâu, felly gall protocol sy'n clirio sborau barhau i adael darnau o hyffâu'n hyfyw ar yr un dos.

Dyna pam mae angen yr un manwl gywirdeb o ran golau mewn adroddiadau gwrthffyngaidd glas methylen ag mewn adroddiadau bacterol. Roedd yr astudiaethau ffotodynamig clinigol ar ewinedd a chroen yn paru llifyn 1 i 2 y cant â golau coch wedi'i fesur ar fflwensau diffiniedig a chyfnodau dilynol, ac roeddent yn gwahaniaethu rhwng golwg glinigol a chliriad mycolegol. Adolygir y treialon hynny yn y crynodeb o dystiolaeth ffotodynamig ar ffyngau ewinedd a chroen. Mae dabio llifyn gwanedig ar friw mewn golau ystafell yn atgynhyrchu'r lliw ond yn hepgor y weithdrefn.

Y prawf bioffilm: model o'r geg â 33 rhywogaeth

Mae astudiaeth 2024 o fioffilm amlrywogaeth y geg yn haeddu sylw oherwydd ei bod yn profi'r achos anodd yn hytrach na'r un hawdd. Tyfodd tri deg tri o rywogaethau'r geg, gan gynnwys Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium, a streptococau'r geg, yn anaerobig i ffurfio bioffilm aeddfed erbyn diwrnod 6. Y driniaeth oedd llifyn 0.01 y cant gyda LED 660 nm am 5 munud ar arbelydriad uchel. Gostyngodd y llifyn ar ei ben ei hun a'r golau ar ei ben ei hun y cyfrifau cyfan yn sylweddol, a gostyngodd y cyfuniad weithgarwch metabolaidd tua hanner, ond ni ailstrwythurwyd y gymuned ac ni sterileiddiwyd y bioffilm.

Mae hynny'n effaith wirioneddol â therfyn gonest. Mae'n cefnogi triniaeth ffotodynamig fel ychwanegiad lleol mewn poced sydd wedi'i glanhau, nid fel hylif rinsio sy'n trin periodontitis wedi'i ddiagnosio ar ei ben ei hun. Sy'n dod â ni at y bwlch cyffredinol.

Pam nad yw lladd yn y labordy yn gyfystyr â thriniaeth

Mae MBC planctonig yn amlygu celloedd unffurf i lifyn unffurf a golau unffurf mewn cyfrwng ocsigenedig. Nid yw briw yn cynnig dim o hynny. Mae'r matrics yn arafu mynediad, mae cyflyrau tebyg i gelloedd dyfalbarhaus yn goddef ocsidiad, mae gwaed a hylif sy'n diferu o feinwe yn amsugno golau, mae geometreg meinwe'n gadael cysgodion, ac mae pocedi hypocsig yn gwanhau cemeg Math II oherwydd bod angen ocsigen moleciwlaidd ar ocsigen sengled yn ôl ei ddiffiniad. Mae heintiau cymysg yn ychwanegu rhywogaethau sy'n amrywio o ran derbyniad a thueddiad, felly ni all un gwerth ar gyfer straen cyfeirio gynrychioli'r safle.

Mae enghraifft y geg yn gwneud y bwlch yn bendant. Nid yw lleihau Porphyromonas neu streptococau mewn plât, neu atal bioffilm wedi'i feithrin tua hanner, yn sefydlu bod hylif rinsio glas yn trin periodontitis, yn gwella haint endodontig, neu'n clirio bacteremia. Mae gofal periodontol clinigol yn dibynnu ar darfu'n fecanyddol ar y bioffilm a'i dynnu, ynghyd â rheoli anatomeg y boced, gyda thriniaeth sy'n defnyddio golau yn cael ei hastudio fel ychwanegiad lleol. Nid oes perthynas sefydlog rhwng y crynodiad llifyn sy'n lladd mewn ffynnon a'r crynodiad sy'n cyrraedd bacteria o dan linell y deintgig, ac nid yw golau ystafell yn ddos 660 nm. Materion i glinigydd yw dosio, diogelwch, a therfynau rhyngweithiadau ar gyfer unrhyw ddefnydd yn y geg, fel yr amlinellir yn y cyfeirnod diogelwch a rhyngweithiadau.

Beth nad yw'r dystiolaeth hon yn ei ddangos

Nid honiad am ddiheintydd cartref mohoni. Mae tablau bacterleiddiol yn defnyddio straenau, cyfryngau, amseroedd cyswllt, sbectra, a fflwensau diffiniedig. Nid ydynt yn dweud dim am arwynebau cegin, yr amseroedd cyswllt gofynnol ym mhresenoldeb baw organig, na safonau diheintio rheoleiddiol.

Nid yw'n rhywbeth yn lle gwrthfiotig systemig chwaith. Mae gweithred ffotodynamig gonfensiynol yn gofyn am lifyn, golau wedi'i amsugno, ac ocsigen yn yr un lle ar yr un pryd. Nid yw golau'n cyrraedd safleoedd dwfn neu wasgaredig fel y mae cyffur wedi'i lyncu yn cyrraedd y gwaed. Mae'r llenyddiaeth yn gosod y dull hwn ar gyfer haint lleol hygyrch neu fel ychwanegiad, yn union fel y disgrifiodd Wainwright ddiheintio lleol o'r dechrau.

Mae'r crynodeb teg yn gulach ac yn dal yn ddiddorol. Mae gan las methylen weithgarwch gwrthficrobaidd cymedrol yn y tywyllwch, ac mae golau coch yn datgloi effaith ffotodynamig lawer mwy ar gyfer llawer o facteria a ffyngau, gyda gwahaniaethau mawr rhwng golau a thywyllwch megis 500 i 25 uM ar gyfer Pseudomonas ac 80 i 20 uM ar gyfer MRSA epidemig, ochr yn ochr â methiannau addysgiadol mewn enterococau a Candida â gallu all-lifiad. Mae trosi hyn i ddefnydd ymarferol yn dibynnu cymaint ar gludiant, ffisioleg bioffilm, ac ocsigen ag ar grynodiad enwol y llifyn. Cadwch yr amodau hynny'n weladwy ac mae'r rhifau'n golygu rhywbeth. Tynnwch nhw ymaith ac nid ydynt yn golygu dim.