Riċerka antimikrobika u antifungali dwar il-blu tal-metilen: dawl kontra dlam

Żewġ qarrejja jaraw il-frażi blu tal-metilen antimikrobiku u jimmaġinaw affarijiet differenti. Wieħed jimmaġina likwidu blu li javvelena l-mikrobi mal-kuntatt. L-ieħor jimmaġina proċedura fejn kolorant flimkien ma’ dawl aħmar jeqridhom. Iż-żewġ xbihat fihom xi verità. L-ebda waħda mhi kunċett sħiħ, u t-taħlit tagħhom huwa fejn ħafna mill-istqarrijiet online jiżbaljaw.

Din id-distinzjoni hija s-suġġett ta’ din ir-reviżjoni. Il-blu tal-metilen għandu tossiċità modesta fid-dlam meta jkun f’konċentrazzjoni suffiċjenti. Bid-dawl aħmar isir fotosensitizzatur: jassorbi foton, jilħaq stat triplett reattiv, u jmexxi kimika ossidattiva li tagħmel ħsara lil ħafna miri f’daqqa. Dik il-modalità attivata bid-dawl għandha isimha, terapija fotodinamika antimikrobika, u l-kundizzjonijiet tagħha. Il-konċentrazzjoni waħedha ma tiddefinixxihiex. It-tul tal-mewġa, id-doża tad-dawl, l-inkubazzjoni, l-ossiġenu u l-organiżmu jiddeterminaw ir-riżultat.

Iż-żewġ kunċetti tal-qtil

L-ewwel aħseb fil-kunċett tad-dlam. Il-blu tal-metilen huwa kolorant tal-fenotijażinju b’ċarġ pożittiv. Jassoċja ruħu mal-kisi tal-mikrobi, jidħol fiċ-ċelloli fi gradi differenti, u jieħu sehem f’kimika redox u ta’ rbit. Ma jkun hemm ebda foton involut. Il-qtil iseħħ, iżda biss f’konċentrazzjonijiet li jvarjaw ħafna skont l-organiżmu, u l-mekkaniżmu ma jkollux mira waħda ċara.

Il-kunċett fotodinamiku jżid id-dawl. Fotoni ħomor ta’ madwar 630 sa 680 nm jikkoinċidu mal-faxxa ta’ assorbiment tal-kolorant, bil-quċċata tal-monomeru qrib 664 nm. L-assorbiment iwassal lill-kolorant fi stat singolett ta’ ħajja qasira, imbagħad fi stat triplett ta’ ħajja itwal. Minn hemm isegwu żewġ familji ta’ reazzjonijiet. Fil-kimika tat-Tip I, it-triplett jittrasferixxi elettron lil substrat u jibda mogħdijiet ta’ radikali li jinkludu speċijiet ta’ superossidu u idrossil. Fil-kimika tat-Tip II, jittrasferixxi l-enerġija direttament lill-ossiġenu fl-istat fundamentali u jipproduċi ossiġenu singolett. It-tnejn jistgħu jseħħu fl-istess ħin, u li ssejjaħ lill-kolorant aġent pur tal-ossiġenu singolett huwa simplifikazzjoni żejda. Reviżjoni tar-relazzjoni bejn l-istruttura u l-attività tal-fotosensitizzaturi tal-fenotijażinju turi dan direttament: fost koloranti relatati, il-fototossiċità batterika ma kinitx tiddependi biss mir-rendiment tal-ossiġenu singolett, għax l-assorbiment mill-mikrobi, il-lokalizzazzjoni u t-tnaqqis għall-forma lewko inattiva kienu importanti daqs il-fotofiżika. Il-fotokimika wara r-regola tat-tul tal-mewġa hija spjegata fir-reviżjoni relatata dwar il-kolorant flimkien mad-dawl aħmar.

L-ossiġenu singolett huwa ċentrali għal proprjetà utli waħda. Jirreaġixxi ma’ ħafna bijomolekuli f’daqqa, għalhekk l-attakk huwa multifattorjali aktar milli mmirat lejn enzima waħda jew proteina waħda ta’ rbit. Deskrizzjoni fundamentali tal-kimoterapija antimikrobika fotodinamika ippreżentat dan bħala r-raġuni għaliex il-profili konvenzjonali ta’ reżistenza għandhom ftit piż: proteina addizzjonali li torbot il-peniċillina jew topojżomerażi mutata ma twaqqafx tifqigħa ta’ ossiġenu reattiv. Dik il-loġika żammet fl-ittestjar kontra Staphylococcus aureus reżistenti għall-metiċillina u enterokokki reżistenti għall-vankomiċina, kif turi l-matriċi hawn taħt. Dan ma jfissirx li r-reżistenza hija impossibbli, iżda biss li taħdem b’mod differenti. Il-pompi tal-effluss u d-difiżi antiossidanti xorta jistgħu jbiddlu d-doża meħtieġa, b’mod partikolari fil-fungi.

Matriċi tal-organiżmi u l-mudelli tal-istudju

Din it-tabella hija l-element ewlieni tal-artiklu. Kull valur huwa speċifiku għall-protokoll: l-istess kolorant, iżda doża tad-dawl jew inkubazzjoni differenti, jagħti numru differenti. Tqisx MBC, MLC u MIC bħala interkambjabbli. Hawnhekk MBC u MLC ifissru li ma jkun hemm ebda organiżmu superstiti fis-subkultura, filwaqt li MIC tfisser inibizzjoni tat-tkabbir. Il-kundizzjonijiet tad-dawl jingħataw għal kull entrata.

Organiżmu u mudell	Riżultat fid-dlam	Riżultat bid-dawl	Kundizzjonijiet
S. aureus NCTC 6571, sospensjoni planktonika	MBC 5 uM	MBC 5 uM	Tabella tar-reviżjoni, dawl abjad 12 J per cm2
S. aureus NCTC 6571, sospensjoni planktonika	MLC 2.5 uM	MLC 1 uM	Protokoll primarju tal-1997, 1.7 mW per cm2 għal 1 siegħa, madwar 6.3 J per cm2, inokulu qrib 10^6 CFU per mL, irrappurtat fl-istudju oriġinali dwar l-azzjoni fotobatteriċida tal-fenotijażinju
MRSA EMRSA-15, planktoniku	MBC 80 uM	MBC 20 uM	Tabella tar-reviżjoni, madwar 12 J per cm2, sensitizzazzjoni erba’ darbiet akbar
MRSA EMRSA-16, planktoniku	MBC 40 uM	MBC 10 uM	L-istess protokoll bħal fuq
E. coli NCTC 9001, planktoniku	MBC 500 uM	MBC 100 uM	L-istess protokoll, sensitizzazzjoni ħames darbiet akbar
P. aeruginosa NCTC 10622, planktoniku	MBC 500 uM	MBC 25 uM	L-istess protokoll, sensitizzazzjoni għoxrin darba akbar
E. faecalis NCTC 775, planktoniku	MLC 100 uM	MLC 100 uM	Protokoll tal-1997 b’6.3 J per cm2, ebda titjib għal din ir-razza u din id-doża
E. faecium reżistenti għall-vankomiċina, planktoniku	MBC 400 uM	MBC 400 uM	Tabella tar-reviżjoni, ebda titjib bil-kolorant oriġinali, filwaqt li derivattivi metilati aktar idrofobiċi taw titjib, skont l-istudju dwar l-enterokokku reżistenti għall-vankomiċina
Candida albicans, planktonika	MIC ogħla minn 12.79 ug per mL	MIC 12.79, 6.39, u 1.59 ug per mL b’5, 10, u 15 J per cm2	Preinkubazzjoni fid-dlam għal 30 minuta, LED aħmar 600 sa 650 nm b’quċċata f’635 nm, skont studju tar-rispons għad-doża tal-azzjoni fotodinamika antifungali tal-blu tal-metilen
C. albicans YEM14 kontra razza b’espressjoni żejda tal-pompi tal-effluss, qtil imkejjel bil-CFU	Mhux applikabbli	Qtil ta’ madwar 5 log fir-razza oriġinali, qtil qrib iż-żero fir-razza b’espressjoni żejda ta’ CDR1/CDR2	100 uM kolorant, inkubazzjoni għal 30 minuta, 660 nm b’60 J per cm2, skont studju tal-effetti tal-pompi tal-effluss fuq il-qtil fotodinamiku bil-blu tal-metilen
Ifi ta’ Trichophyton rubrum kontra spori	Mhux applikabbli	MIC tal-ifi madwar 6.3 ug per mL, tal-ispori madwar 2.0 ug per mL; l-imblukkar sħiħ tal-CFU kien jeħtieġ 5 ug per mL flimkien ma’ 100 J per cm2 għall-ifi kontra 1.25 ug per mL flimkien ma’ 40 J per cm2 għall-ispori	Protokoll fotodinamiku ta’ 635 nm, skont studju tas-suxxettibbiltà skont l-istadju tad-dermatofiti
Bijofilm subġinġivali matur ta’ 33 speċi, apparat Calgary, jum 6	MB waħdu, tnaqqis ta’ aktar minn 80 fil-mija fl-għadd totali	MB flimkien ma’ LED ta’ 660 nm, tnaqqis ta’ madwar 55 fil-mija fl-attività metabolika, ebda ristrutturar mifrux tal-komunità	Kolorant 0.01 fil-mija (100 ug per mL), 660 nm b’madwar 330 mW per cm2 għal 5 minuti, tkabbir anerobiku, skont studju in vitro ta’ bijofilm orali b’diversi speċi

Jispikkaw tliet xejriet. L-ewwel, l-istafilokokki Gram-pożittivi jmutu f’livelli mikromolari baxxi, filwaqt li l-batterji Gram-negattivi forma ta’ virga jeħtieġu madwar mitt darba aktar kolorant fid-dlam, għax il-membrana ta’ barra tal-Gram-negattivi tillimita d-dħul. Id-dawl inaqqas id-differenza iżda ma jneħħihiex. It-tieni, l-azzjoni antifungali tal-blu tal-metilen hija reali iżda kundizzjonali: il-qtil antifungali ta’ Candida bil-blu tal-metilen jitjieb ħafna hekk kif tiżdied id-doża tad-dawl, u bidla waħda fil-fenotip, bħall-espressjoni żejda ta’ pompa tal-effluss, tista’ tħassar qtil ta’ 5 log bl-istess doża. It-tielet, bijofilm matur iġib ruħu b’mod differenti mis-sospensjonijiet, u huwa f’dan il-kuntest li għandha tinqara r-ringiela tal-bijofilm orali.

Batterji: fejn id-dawl jgħin l-aktar, u fejn ma jgħinx

L-istafilokokki huma l-każ sensittiv. Anki l-valuri fit-tabella tar-reviżjoni għall-MRSA epidemiku huma daqs jew taħt dawk tal-vankomiċina bħala komparatur ladarba jiġi applikat id-dawl, u d-derivattivi dimetilati marru saħansitra aħjar għax il-metilazzjoni żiedet il-lipofiliċità u r-rendiment tal-ossiġenu singolett filwaqt li rreżistiet it-tnaqqis għall-forma lewko. Dak id-dettall kimiku huwa importanti: juri li l-qtil huwa prodott tat-twassil flimkien mal-fotofiżika, mhux tal-fotofiżika waħedha.

L-organiżmi Gram-negattivi juru n-naħa tat-twassil. Pseudomonas kien jeħtieġ 500 uM fid-dlam u 25 uM bid-dawl, titjib ta’ għoxrin darba, iżda l-valur bid-dawl xorta huwa ferm ogħla mill-firxa tal-istafilokokki. Iċ-ċarġ katjoniku jgħin lill-kolorant jersaq lejn il-membrana ta’ barra, iżda l-penetrazzjoni tibqa’ l-fattur li jillimita. Il-formulazzjonijiet, il-ħin tal-inkubazzjoni u l-għażla tad-derivattiv ibiddlu dawn in-numri aktar milli l-użu ripetut tal-istess kolorant b’doża ogħla.

L-enterokokki jagħtu raġuni għall-kawtela. Taħt il-protokolli l-antiki, E. faecalis ma wera ebda vantaġġ bid-dawl, u E. faecium reżistenti għall-vankomiċina kien jeħtieġ molekula differenti aktar milli aktar dawl. Min jikkwota MBC wieħed tal-blu tal-metilen bħala kostanti antibatterika ġenerali jkun qed jaqra ħażin il-letteratura. Ma teżistix kostanti bħal din. Hemm biss valuri speċifiċi għar-razza, il-mezz, l-inokulu, l-inkubazzjoni, it-tul tal-mewġa u l-fluwenza. Il-gwida għall-interpretazzjoni tal-kurvi tal-qtil tispjega kif taqra dawk il-valuri mingħajr ma tqarraq bik innifsek.

Fungi: suxxettibbli, iżda l-istadju u l-pompi jiddeċiedu

Il-ħitan tal-fungi, magħmulin minn glukani, mannani u kitina, jippreżentaw problema ta’ assorbiment differenti minn dik tal-batterji, u l-fungi jżidu difiżi attivi. Ir-riżultat tal-effluss f’Candida hawn fuq huwa l-aktar eżempju ċar: l-istess kolorant, l-istess dawl, l-istess mezz, iżda r-razza b’espressjoni żejda baqgħet ħajja filwaqt li r-razza oriġinali tilfet madwar 99.999 fil-mija tal-unitajiet li jiffurmaw kolonji. Id-dermatofiti jżidu dimensjoni marbuta mal-iżvilupp. L-ispori jmutu ħafna aktar faċilment mill-ifi, għalhekk protokoll li jelimina l-ispori xorta jista’ jħalli frammenti ta’ ifi vijabbli bl-istess doża.

Huwa għalhekk li r-rapporti antifungali dwar il-blu tal-metilen jeħtieġu l-istess kontroll strett tal-kundizzjonijiet tad-dawl bħal dawk batteriċi. L-istudji kliniċi fotodinamiċi tad-dwiefer u l-ġilda għaqqdu kolorant ta’ 1 sa 2 fil-mija ma’ dawl aħmar imkejjel bi fluwenzi definiti u segwitu, u sseparaw id-dehra klinika mill-eliminazzjoni mikoloġika. Dawk il-provi huma riveduti fis-sommarju tal-evidenza fotodinamika dwar il-fungi tad-dwiefer u l-ġilda. Li tmiss leżjoni b’kolorant dilwit taħt id-dawl tal-kamra jirriproduċi l-kulur filwaqt li jħalli barra l-proċedura.

Il-verifika fil-bijofilm: mudell orali ta’ 33 speċi

L-istudju tal-2024 dwar bijofilm orali b’diversi speċi jistħoqqlu attenzjoni għax jittestja l-każ diffiċli aktar milli dak faċli. Tlieta u tletin speċi orali, inklużi Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium u streptokokki orali, kibru b’mod anerobiku f’bijofilm matur ta’ jum 6. It-trattament kien kolorant ta’ 0.01 fil-mija b’LED ta’ 660 nm għal 5 minuti b’irradjanza għolja. Kemm il-kolorant waħdu kif ukoll id-dawl waħdu naqqsu sostanzjalment l-għadd totali, u l-kombinazzjoni naqqset l-attività metabolika b’madwar nofs, iżda l-komunità ma ġietx ristrutturata u l-bijofilm ma ġiex sterilizzat.

Dak huwa effett ġenwin b’limitu rikonoxxut b’mod onest. Jappoġġja t-trattament fotodinamiku bħala intervent lokali awżiljarju f’but perjodontali mnaddaf, mhux bħala tlaħliħa li waħedha tittratta perjodontite dijanjostikata. Dan iwassalna għad-distakk ġenerali.

Għaliex il-qtil fil-laboratorju ma jfissirx trattament

MBC planktoniku jesponi ċelloli uniformi għal kolorant uniformi u dawl uniformi f’mezz ossiġenat. Leżjoni ma toffri xejn minn dan. Il-matriċi tnaqqas il-veloċità tad-dħul, stati simili għal dawk taċ-ċelloli persistenti jittolleraw l-ossidazzjoni, id-demm u l-eżudat jassorbu d-dawl, il-ġeometrija tat-tessut tħalli dellijiet, u bwiet ipossiċi jdgħajfu l-kimika tat-Tip II għax l-ossiġenu singolett, skont id-definizzjoni tiegħu stess, jeħtieġ ossiġenu molekulari. Infezzjonijiet imħallta jżidu speċi li jvarjaw fl-assorbiment u s-suxxettibbiltà, għalhekk valur wieħed ta’ razza ta’ referenza ma jistax jirrappreżenta s-sit.

L-eżempju orali jagħmel id-distakk konkret. It-tnaqqis ta’ Porphyromonas jew streptokokki f’dixx, jew it-trażżin bin-nofs ta’ bijofilm ikkultivat, ma jistabbilixxix li tlaħliħa blu tittratta l-perjodontite, tfejjaq infezzjoni endodontika, jew telimina l-batteremija. Il-kura perjodontali klinika tiddependi fuq it-tkissir mekkaniku u t-tneħħija tal-bijofilm flimkien mal-ġestjoni tal-anatomija tal-but, bit-trattament ibbażat fuq id-dawl studjat bħala intervent awżiljarju lokalizzat. Il-konċentrazzjoni tal-kolorant li toqtol f’ħofra ta’ pjanċa tal-laboratorju ma għandha ebda relazzjoni fissa mal-konċentrazzjoni li tilħaq il-batterji taħt il-linja tal-ħanek, u d-dawl tal-kamra mhuwiex doża ta’ 660 nm. Id-dożaġġ, is-sikurezza u l-limiti marbuta mal-interazzjonijiet għal kwalunkwe użu fil-ħalq għandhom jiġu indirizzati ma’ kliniku, kif deskritt fir-referenza dwar is-sikurezza u l-interazzjonijiet.

X’mhijiex din l-evidenza

Mhijiex stqarrija dwar diżinfettant domestiku. It-tabelli batteriċidi jużaw razez, mezzi, ħinijiet ta’ kuntatt, spettri u fluwenzi definiti. Ma jgħidu xejn dwar uċuħ tal-kċina, ħinijiet ta’ kuntatt meħtieġa fil-preżenza ta’ ħmieġ organiku, jew standards regolatorji tad-diżinfezzjoni.

Lanqas mhija sostitut għal antibijotiku sistemiku. L-azzjoni fotodinamika konvenzjonali teħtieġ kolorant, dawl assorbit u ossiġenu fl-istess post fl-istess ħin. Id-dawl ma jilħaqx siti fil-fond jew imxerrda bħalma mediċina li tinbela’ tilħaq id-demm. Il-letteratura tqiegħed dan l-approċċ fil-kuntest ta’ infezzjoni lokali aċċessibbli jew bħala intervent awżiljarju, eżatt kif Wainwright kien ippreżenta d-diżinfezzjoni lokali mill-bidu.

Is-sommarju ġust huwa aktar limitat u xorta interessanti. Il-blu tal-metilen għandu attività antimikrobika modesta fid-dlam, u d-dawl aħmar jattiva effett fotodinamiku ferm akbar għal ħafna batterji u fungi, b’differenzi kbar bejn id-dawl u d-dlam bħal 500 għal 25 uM għal Pseudomonas u 80 għal 20 uM għall-MRSA epidemiku, flimkien ma’ fallimenti istruttivi fl-enterokokki u f’Candida b’effluss funzjonali. It-trasferiment għall-prattika huwa rregolat mit-twassil, il-fiżjoloġija tal-bijofilm u l-ossiġenu daqs kemm mill-konċentrazzjoni nominali tal-kolorant. Żomm dawk il-kundizzjonijiet viżibbli u n-numri jkollhom tifsira. Neħħihom u ma jfissru xejn.