Метилен көгүнүн микробго жана козу карындарга каршы таасирин изилдөө: жарык жана караңгы шарттар

Эки окурман метилен көгүнүн микробго каршы таасири деген сөз айкашын окуганда ар башка нерсени элестетет. Бирөө микробдорго тийгенде аларды ууландырган көк суюктукту элестетет. Экинчиси боёк менен кызыл жарык биргеликте микробдорду жок кылган процедураны элестетет. Эки түшүнүктө тең кандайдыр бир чындык бар. Бирок экөө тең толук түшүнүк эмес, ал эми аларды чаташтыруу интернеттеги көпчүлүк ырастоолордун жаңылыш болушуна алып келет.

Бул сереп ошол айырмачылыкка арналган. Жетиштүү концентрацияда метилен көгү караңгыда орточо уулуулук көрсөтөт. Кызыл жарыкта ал фотосенсибилизаторго айланат: фотонду сиңирип, реакцияга жөндөмдүү триплеттик абалга өтөт жана бир эле учурда көптөгөн буталарды жабыркаткан кычкылдануу реакцияларын козгойт. Жарык менен активдешкен бул режимдин өз аталышы — микробго каршы фотодинамикалык терапия — жана өз шарттары бар. Аны концентрация гана аныктабайт. Натыйжа толкун узундугуна, жарык дозасына, инкубацияга, кычкылтекке жана организмге жараша болот.

Жок кылуунун эки түшүнүгү

Адегенде караңгыдагы таасир түшүнүгүн карап көрөлү. Метилен көгү — оң заряддуу фенотиазиний боёгу. Ал микробдордун сырткы кабыкчалары менен байланышат, клеткаларга ар кандай деңгээлде кирет жана кычкылдануу-калыбына келүү, ошондой эле байланыш түзүү реакцияларына катышат. Бул жерде фотондор катышпайт. Микробдор жок кылынат, бирок организмге жараша абдан айырмаланган концентрацияларда гана; анын механизми бир эле так бутага багытталбайт.

Фотодинамикалык түшүнүктө жарык кошулат. Болжол менен 630 менен 680 nm аралыгындагы кызыл фотондор боёктун сиңирүү тилкесине туура келет, ал эми мономердин сиңирүү чокусу 664 nm жакын болот. Жарыкты сиңирүү боёкту кыска мөөнөттүү синглеттик абалга, андан кийин узагыраак жашаган триплеттик абалга өткөрөт. Андан ары реакциялардын эки тобу жүрөт. I типтеги реакцияларда триплет субстратка электрон өткөрүп, супероксид жана гидроксил түрлөрүн камтыган радикалдык реакция жолдорун баштайт. II типтеги реакцияларда ал энергияны түздөн-түз негизги абалдагы кычкылтекке өткөрүп, синглеттик кычкылтекти түзөт. Экөө тең бир убакта жүрүшү мүмкүн, ошондуктан боёкту жалаң синглеттик кычкылтек аркылуу таасир этүүчү агент деп атоо өтө жөнөкөйлөштүрүлгөн түшүнүк болот. Фенотиазиний фотосенсибилизаторлорунун түзүлүшү менен активдүүлүгүнүн байланышы боюнча сереп муну түз көрсөтөт: тектеш боёктордун бактерияларга карата фотоуулуулугу синглеттик кычкылтектин чыгышына гана жараша болгон эмес, анткени клеткага кирүү, жайгашуу жана активдүү эмес лейкоформага чейин калыбына келүү фотофизикадай эле маанилүү болгон. Толкун узундугуна байланышкан эреженин артындагы фотохимия боёк менен кызыл жарыктын айкалышы тууралуу кошумча серепте түшүндүрүлөт.

Синглеттик кычкылтек бир пайдалуу касиеттин өзөгүн түзөт. Ал бир эле учурда көптөгөн биомолекулалар менен реакцияга кирет, ошондуктан таасир бир ферментке же байланыштыруучу белокко багытталбастан, көп факторлуу болот. Микробго каршы фотодинамикалык химиотерапиянын негизги сыпаттамасында бул кадимки туруктуулук профилдеринин мааниси аз болушунун себеби катары берилген: кошумча пенициллин байланыштыруучу белок же мутацияланган топоизомераза реактивдүү кычкылтектин капыстан пайда болушун бөгөттөбөйт. Төмөнкү таблица көрсөткөндөй, метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus жана ванкомицинге туруктуу энтерококктор менен жүргүзүлгөн сыноолор бул логиканы тастыктаган. Бул туруктуулук мүмкүн эмес дегенди билдирбейт, болгону ал башкача иштейт. Эффлюкс насостору жана антиоксиданттык коргонуу механизмдери, айрыкча козу карындарда, керектүү дозаны өзгөртө алат.

Организмдер жана изилдөө моделдери боюнча таблица

Бул таблица — макаланын негизги маалымат булагы. Ар бир көрсөткүч белгилүү бир протоколго гана тиешелүү: боёк ошол эле болгону менен, жарык дозасы же инкубация өзгөрсө, сан да өзгөрөт. MBC, MLC жана MIC көрсөткүчтөрүн бири-бирин алмаштыруучу маанилер катары кабыл албаңыз. Бул жерде MBC жана MLC кайра өстүрүүдө тирүү калган организмдер жок экенин, ал эми MIC өсүүнүн басылышын билдирет. Ар бир сапта жарык шарттары көрсөтүлгөн.

Организм жана модель	Караңгыдагы натыйжа	Жарыктагы натыйжа	Шарттар
S. aureus NCTC 6571, планктондук суспензия	MBC 5 uM	MBC 5 uM	Серептеги таблица, ак жарык 12 J per cm2
S. aureus NCTC 6571, планктондук суспензия	MLC 2.5 uM	MLC 1 uM	1997-жылкы баштапкы протокол, 1 саат бою 1.7 mW per cm2, болжол менен 6.3 J per cm2, инокулум 10^6 CFU per mL жакын, фенотиазинийдин фотобактерициддик таасири боюнча түпнуска изилдөөдө билдирилген
MRSA EMRSA-15, планктондук	MBC 80 uM	MBC 20 uM	Серептеги таблица, болжол менен 12 J per cm2, сезгичтиктин төрт эсе жогорулашы
MRSA EMRSA-16, планктондук	MBC 40 uM	MBC 10 uM	Жогорудагыдай эле протокол
E. coli NCTC 9001, планктондук	MBC 500 uM	MBC 100 uM	Ошол эле протокол, сезгичтиктин беш эсе жогорулашы
P. aeruginosa NCTC 10622, планктондук	MBC 500 uM	MBC 25 uM	Ошол эле протокол, сезгичтиктин жыйырма эсе жогорулашы
E. faecalis NCTC 775, планктондук	MLC 100 uM	MLC 100 uM	6.3 J per cm2 колдонулган 1997-жылкы протокол, бул штамм жана доза үчүн жакшыруу болгон эмес
Ванкомицинге туруктуу E. faecium, планктондук	MBC 400 uM	MBC 400 uM	Серептеги таблица, баштапкы боёк менен жакшыруу болгон эмес, бирок гидрофобдуулугу жогору метилденген туундулар жакшыруу берген; ванкомицинге туруктуу энтерококк боюнча изилдөөгө ылайык
Candida albicans, планктондук	MIC 12.79 ug per mL жогору	5, 10 жана 15 J per cm2 шарттарында MIC 12.79, 6.39 жана 1.59 ug per mL	Караңгыда 30 мүнөт алдын ала инкубациялоо, 600 менен 650 nm аралыгындагы кызыл LED, чокусу 635 nm; метилен көгүнүн козу карындарга каршы фотодинамикалык таасиринин дозага көз карандылыгы боюнча изилдөөгө ылайык
C. albicans YEM14 жана эффлюкс насосторун ашыкча экспрессиялаган вариант, CFU боюнча жок кылуу	Колдонулбайт	Баштапкы штаммда болжол менен 5 log жок кылуу, CDR1/CDR2 ашыкча экспрессиялаган вариантта дээрлик нөлдүк жок кылуу	100 uM боёк, 30 мүнөт инкубация, 660 nm жана 60 J per cm2; эффлюкс насосторунун метилен көгү менен фотожок кылууга тийгизген таасири боюнча изилдөөгө ылайык
Trichophyton rubrum гифалары жана споралары	Колдонулбайт	Гифалардын MIC көрсөткүчү болжол менен 6.3 ug per mL, споралардыкы болжол менен 2.0 ug per mL; CFU толук бөгөттөлүшү үчүн гифаларга 5 ug per mL жана 100 J per cm2, ал эми спораларга 1.25 ug per mL жана 40 J per cm2 талап кылынган	635 nm фотодинамикалык протокол; дерматофиттин өнүгүү баскычтарына жараша сезгичтигин изилдөөгө ылайык
33 түрдөн турган жетилген тиш эти алдындагы биоплёнка, Calgary түзмөгү, 6-күн	MB өзүнчө колдонулганда жалпы сандын 80 пайыздан ашык азайышы	MB жана 660 nm LED менен метаболизмдик активдүүлүктүн болжол менен 55 пайызга азайышы, микробдук коомдоштуктун кеңири кайра түзүлүшү болгон эмес	0.01 пайыз боёк (100 ug per mL), 5 мүнөт бою болжол менен 330 mW per cm2 интенсивдүүлүктөгү 660 nm жарык, анаэробдук өсүү; ооздогу көп түрлүү биоплёнканын in vitro изилдөөсүнө ылайык

Үч мыйзам ченемдүүлүк көзгө урунат. Биринчиден, грам-оң стафилококктор төмөн микромолярдык деңгээлдерде жок кылынса, грам-терс таякчалар караңгыда болжол менен жүз эсе көп боёкту талап кылат, анткени грам-терс бактериялардын сырткы мембранасы боёктун киришин чектейт. Жарык айырманы азайтат, бирок аны толук жойбойт. Экинчиден, метилен көгүнүн козу карындарга каршы таасири чыныгы, бирок шарттарга көз каранды: жарык дозасы көбөйгөндө Candida козу карынын жок кылуу кескин жакшырат, ал эми эффлюкс насосунун ашыкча экспрессиясы сыяктуу бир эле фенотиптик өзгөрүү ошол эле дозадагы 5 log жок кылууну толугу менен жоюшу мүмкүн. Үчүнчүдөн, жетилген биоплёнка суспензиялардан башкача жүрөт; ооз биоплёнкасы тууралуу сапты дал ушул контекстте кароо керек.

Бактериялар: жарык эң көп жардам берген жана жардам бербеген учурлар

Стафилококктор — сезгич мисал. Жарык колдонулганда эпидемиялык MRSA үчүн серептеги таблицанын көрсөткүчтөрү да салыштыруу үчүн алынган ванкомициндин көрсөткүчүнө барабар же андан төмөн болот. Диметилденген туундулар андан да жакшы натыйжа берген, анткени метилдөө липофилдүүлүктү жана синглеттик кычкылтектин чыгышын жогорулаткан, ошол эле учурда лейкоформага чейин калыбына келүүгө каршылык көрсөткөн. Бул химиялык өзгөчөлүк маанилүү: ал жок кылуу фотофизиканын гана эмес, боёктун жеткирилишинин жана фотофизиканын биргелешкен натыйжасы экенин көрсөтөт.

Грам-терс организмдер боёкту жеткирүүнүн маанисин айгинелейт. Pseudomonas үчүн караңгыда 500 uM, жарыкта 25 uM талап кылынган — бул жыйырма эсе жакшыруу, бирок жарыктагы көрсөткүч дагы эле стафилококктордун диапазонунан кыйла жогору. Катиондук заряд боёктун сырткы мембранага жакындашына көмөктөшөт, бирок ичкери өтүү чектөөчү фактор бойдон калат. Формуляция, инкубация убактысы жана туундуну тандоо бул сандарга ошол эле боёкту улам жогорку дозада кайталап колдонууга караганда көбүрөөк таасир этет.

Энтерококктор этият болууга негиз берет. Мурунку протоколдордо E. faecalis үчүн жарык таптакыр артыкчылык берген эмес, ал эми ванкомицинге туруктуу E. faecium үчүн көбүрөөк жарык эмес, башка молекула талап кылынган. Метилен көгүнүн бир гана MBC көрсөткүчүн жалпы антибактериялык туруктуу чоңдук катары келтирген адам адабиятты туура эмес түшүнүп жатат. Мындай туруктуу чоңдук жок. Штаммга, чөйрөгө, инокулумга, инкубацияга, толкун узундугуна жана жарыктын аянт бирдигине берилген энергиясына жараша гана көрсөткүчтөр бар. Бул көрсөткүчтөрдү өзүңүздү адаштырбай кантип чечмелөө керектиги жок кылуу ийри сызыктарын чечмелөө боюнча колдонмодо каралат.

Козу карындар: сезгич, бирок өнүгүү баскычы жана насостор чечүүчү ролдо

Глюкандардан, маннандардан жана хитинден турган козу карындардын клетка дубалдары боёктун киришине бактериялардан айырмаланган тоскоолдук жаратат; мындан тышкары, козу карындарда активдүү коргонуу механизмдери бар. Жогорудагы Candida эффлюксу боюнча натыйжа — эң айкын мисал: боёк, жарык жана чөйрө бирдей болсо да, насосторду ашыкча экспрессиялаган вариант тирүү калган, ал эми баштапкы штамм колония түзүүчү бирдиктеринин болжол менен 99.999 пайызын жоготкон. Дерматофиттерде өнүгүү баскычы да маанилүү. Споралар гифаларга караганда кыйла оңой жок кылынат, ошондуктан спораларды жок кылган протокол ошол эле дозада гифалардын бөлүктөрүн тирүү калтырышы мүмкүн.

Ошондуктан метилен көгүнүн козу карындарга каршы таасири тууралуу билдирүүлөрдө да бактерияларга байланышкан изилдөөлөрдөгүдөй жарык шарттарын так көрсөтүү талап кылынат. Тырмак жана тери боюнча клиникалык фотодинамикалык изилдөөлөрдө 1 менен 2 пайыз аралыгындагы боёк өлчөнгөн кызыл жарык, аныкталган энергия тыгыздыгы жана кийинки байкоо менен айкалыштырылган; клиникалык көрүнүш менен козу карындын микологиялык текшерүүдө жок болушу өзүнчө бааланган. Ал сыноолор тырмак жана теринин козу карындары боюнча фотодинамикалык далилдердин серебинде каралат. Бөлмө жарыгында жабыркаган жерге суюлтулган боёкту сүйкөө процедураны эмес, анын түсүн гана кайталайт.

Биоплёнка менен текшерүү: ооздогу 33 түрдөн турган модель

Ооздогу көп түрлүү биоплёнка боюнча 2024-жылкы изилдөө көңүл бурууга татыктуу, анткени ал жеңил эмес, татаал учурду сынайт. Ооздогу отуз үч түр, анын ичинде Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium жана ооз стрептококктору анаэробдук шартта өсүп, 6-күнгө карата жетилген биоплёнка түзгөн. Иштетүүдө 0.01 пайыз боёк жана жогорку нурлануу интенсивдүүлүгүндөгү 660 nm LED 5 мүнөт колдонулган. Боёк өзүнчө да, жарык өзүнчө да жалпы санды олуттуу азайткан, ал эми алардын айкалышы метаболизмдик активдүүлүктү болжол менен жарымына түшүргөн. Бирок коомдоштук кайра түзүлгөн эмес жана биоплёнка стерилденген эмес.

Бул — чеги ачык көрсөтүлгөн чыныгы таасир. Ал фотодинамикалык иштетүүнү тазаланган пародонталдык чөнтөктө жергиликтүү кошумча ыкма катары колдонууну колдойт, бирок диагноз коюлган пародонтитти өз алдынча дарылаган чайкоочу каражат катары эмес. Ушундан жалпы айырмачылыкка келебиз.

Эмне үчүн лабораториядагы жок кылуу дарылоого тең эмес

Планктондук MBC аныкталганда бирдей клеткалар кычкылтекке бай чөйрөдө бирдей боёкко жана бирдей жарыкка дуушар болот. Жабыркаган жерде бул шарттардын бири да камсыздалбайт. Матрикс кирүүнү жайлатат, персистерге окшош абалдар кычкылданууга чыдайт, кан жана экссудат жарыкты сиңирет, ткандын геометриясы көлөкөлүү жерлерди калтырат, ал эми кычкылтеги аз чөнтөктөр II типтеги реакцияларды алсыратат, анткени синглеттик кычкылтектин түзүлүшү үчүн сөзсүз молекулалык кычкылтек керек. Аралаш инфекцияларда боёкту кабыл алуусу жана сезгичтиги ар башка түрлөр кошулат, ошондуктан бир эталондук штаммдын көрсөткүчү бүтүндөй очокту чагылдыра албайт.

Ооздогу мисал бул айырманы айкын көрсөтөт. Лабораториялык табакчада Porphyromonas же стрептококктордун санын азайтуу же өстүрүлгөн биоплёнканын активдүүлүгүн жарымына басуу көк чайкоочу каражат пародонтитти дарылай турганын, эндодонтиялык инфекцияны айыктыра турганын же бактериемияны жоё турганын далилдебейт. Пародонттун клиникалык дарылоосу биоплёнканы механикалык бузууга жана алып салууга, ошондой эле чөнтөктүн анатомиялык өзгөчөлүктөрүн башкарууга таянат; жарыкка негизделген иштетүү болсо жергиликтүү кошумча ыкма катары изилденет. Лабораториялык чуңкурчада микробдорду жок кылган боёк концентрациясынын тиш этинин астындагы бактерияларга жеткен концентрация менен туруктуу байланышы жок, ал эми бөлмө жарыгы 660 nm жарыктын дозасына тең эмес. Оозго колдонуудагы дозалоо, коопсуздук жана өз ара таасир чектери коопсуздук жана өз ара таасирлер боюнча маалымдамада көрсөтүлгөндөй, клиницисттин көзөмөлүндө болушу керек.

Бул далилдер эмнени билдирбейт

Бул үй-тиричилик дезинфекциялоочу каражат тууралуу ырастоо эмес. Бактерициддик таблицаларда аныкталган штаммдар, чөйрөлөр, тийишүү убакыттары, спектрлер жана жарыктын энергия тыгыздыктары колдонулат. Алар ашкана беттери, органикалык кир бар шарттагы керектүү тийишүү убактысы же дезинфекцияга коюлган ченемдик стандарттар тууралуу эч нерсе айтпайт.

Бул системалуу таасир этүүчү антибиотиктин ордун басуучу ыкма да эмес. Кадимки фотодинамикалык таасир үчүн боёк, сиңирилген жарык жана кычкылтек бир эле жерде, бир эле убакта болушу керек. Жарык тереңдеги же кеңири таралган очокторго ичилген дары канга жеткендей жетпейт. Адабиятта бул ыкма жетүүгө мүмкүн болгон жергиликтүү инфекцияларга же кошумча каражат катары сунушталат — Уэйнрайт жергиликтүү дезинфекцияны башынан эле дал ушундай түшүндүргөн.

Адилеттүү жыйынтык кыйла тар, бирок дагы эле кызыктуу. Метилен көгү караңгыда орточо микробго каршы активдүүлүккө ээ, ал эми кызыл жарык көптөгөн бактериялар жана козу карындар үчүн кыйла күчтүү фотодинамикалык таасирди ишке киргизет. Жарыктагы жана караңгыдагы көрсөткүчтөрдүн айырмасы чоң болушу мүмкүн: мисалы, Pseudomonas үчүн 500 uMден 25 uMге, эпидемиялык MRSA үчүн 80 uMден 20 uMге чейин. Ошол эле учурда энтерококктордо жана эффлюкс механизми иштеген Candidaда натыйжа чыкпаган учурлар да маанилүү сабак берет. Бул натыйжаларды практикага өткөрүү боёктун номиналдык концентрациясына эле эмес, анын жеткирилишине, биоплёнканын физиологиясына жана кычкылтекке да ошончолук көз каранды. Бул шарттарды ачык көрсөтсөңүз, сандар мааниге ээ болот. Аларды алып салсаңыз, сандар эч нерсени билдирбейт.