Биопленкаларга каршы метилен зәңгәре: яктылык белән активлаштырылган лаборатория тикшеренүләре нәрсәне үлчи

Биопленка — сыеклыкта йөзеп йөрүче күзәнәкләр төркеме түгел. Ул — структура: өслеккә береккән күзәнәкләр үзләре ясаган полисахаридлар, аксымнар һәм күзәнәктән тыш ДНК матрицасы эчендә урнашкан, ә кислород һәм туклыклы матдәләр күләме тышкы катламнан эчкә таба үзгәрә. Нәкъ шул структура аркасында суспензиядәге бактерияләрне берничә минутта үтерә торган кушылма шул ук организмнар биопленка булып үскәндә нәтиҗәсез булырга мөмкин. Метилен зәңгәре һәм биопленкалар турында теләсә нинди раслауны шул структураны исәпкә алып укырга кирәк, чөнки күзәнәкләргә күпме буягыч, ә буягычка күпме яктылык барып җитүен матрица билгели.

Бу күзәтү нәкъ өч чыганакны колачлый. Берсе — гомуми мәгълүмат чыганагы. Икесе — лаборатория экспериментлары. Аларның вазифаларын аерып карау — бөтен алымның нигезе. Бу әлеге темадагы иң киң таралган хатаны булдырмый: лаборатория савытында алынган нәтиҗәне кешедәге инфекцияне дәвалауга дәлил итеп китерүне.

Гомуми мәгълүмат чыганагы үтерү турында түгел, химия турында

Өч чыганакның иң искесе — 2005 елда басылган фенотиазиний фотосенсибилизаторларын эшләүгә багышланган тасвирлама күзәтү. Ул метилен зәңгәренең 19 гасыр буягычыннан яман шешнең фотодинамик терапиясе, ә соңрак фотодинамик антимикроб химиотерапия өчен төп кушылмага әверелү юлын тасвирлый. Аның өлеше — структура белән активлык арасындагы бәйләнешне аңлату: хромофорны метиллаштыру липофильлекне, синглет кислород чыгуын һәм фотобактерицид көчен арттыра, шул ук вакытта активлыгы түбәнрәк лейкоформага кайтарылуны акрынайта. Ул шулай ук бу өлкәнең проблемасын ачык әйтә. Хезмәтләрнең күбесендә стандарт коммерция буягычлары кулланылган, ә аларның чыгарылмаларын эшләүгә чагыштырмача аз игътибар бирелгән.

Бу күзәтүне үзегезнең күзаллаудагы механизм бүлеге өчен кулланыгыз: яктылык буягычны ярсытылган халәткә китерә, триплет халәт кислород белән II типтагы энергия күчерү аша тәэсирләшеп синглет кислород, яисә I типтагы электрон күчерү аша радикаллар барлыкка китерә. Шушы күп факторлы һөҗүм аркасында гадәти резистентлык механизмнары фотодинамик үтерүдән начар саклый. Аны логарифмик кимүгә дәлил итеп китермәгез. Ул андый кимүне үлчәмәгән. Бу механизмның киңрәк фотохимик нигезе фотодинамик терапиягә кагылышлы дәлилләр җыентыгында бәян ителгән, ә билгеле бер лампаның аны эшләтә алуын билгеләүче дулкын озынлыгы кагыйдәләре метилен зәңгәренең кызыл яктылыкны ничек йотуы турындагы мәкаләдә карала.

Биопленкалар белән ике эксперимент, нәтиҗәнең ике төрле төшенчәсе

Ике эксперименталь хезмәт тә метилен зәңгәренең авыз куышлыгы биопленкаларына фотодинамик тәэсирен 660 nm дулкын озынлыгында тикшерә, ләкин калган шартларының уртаклыгы бик аз. Бергәлекләр, аларның яше, буягыч формалары, яктылык дозалары һәм, иң мөһиме, нәтиҗә күрсәткечләре төрле. Бу аерма — мәкаләнең төп мәгънәсе, һәм түбәндәге оригиналь чагыштыру материалы да шуңа багышланган.

Беренчесе — 2024 елда басылган өлгергән күптөрле теш казнасы асты биопленкасының in vitro тикшеренүе. Утыз өч төр Calgary Biofilm Device җайланмасында полистирол штырьларда бергә үстерелгән, анаэроб шартларда тукландырылган; туклыклы тирәлек 72 сәгатьтән соң алыштырылган һәм үстерү шартлы рәвештә 7 көнгә кадәр дәвам иткән. Эшкәртү өчен 0.01 процентлы ирекле метилен зәңгәре һәм 660 nm кызыл LED кулланылган: якынча 330 mW һәр квадрат cm га, 2 mm ераклыктан 5 минут дәвамында. Күбәйтеп исәпләгәндә, бу якынча 99 J һәр квадрат cm га туры килә. Тәҗрибә схемасы — дүрт төркемле ачык факторлы дизайн: эшкәртелмәгән контроль, яктылыксыз буягыч, буягычсыз яктылык һәм буягыч белән яктылык.

Икенчесе — 2021 елда басылган авыз куышлыгының иртә колонизацияләүче биопленкасын in vitro тикшерү. Дүрт Streptococcus төре 1 процент сахароза белән 96 коелы планшетларда 24 сәгать бергә үстерелгән. Фотосенсибилизатор итеп бета-циклодекстрин нанокисәкчекләре белән бәйләнгән, концентрациясе 4.65 микромоляр булган метилен зәңгәре кулланылган; бу форма буягычны биопленка киртәләре аша үткәрү өчен эшләнгән. Ике яктылык чыганагы да 660 nm кызыл яктылык биргән, тәэсир итү вакыты 90 секунд булган, ләкин дозалар кискен аерылган: лазер төркемендә 320 J һәр квадрат cm га, LED төркемендә 8.1 J һәр квадрат cm га. Контроль төркемнәрдә яктылыксыз буягыч, лазер гына, LED гына, тискәре контроль буларак тоз эремәсе һәм антимикроб чагыштыру үрнәге буларак 0.2 процент хлоргексидин кулланылган.

7 көнлек, 33 төрле анаэроб бергәлек һәм 24 сәгатьлек, 4 төрле иртә колонизаторлар биопленкасы — төрле үлчәү системалары. Алга таба китерелгән саннардан уртача күрсәткеч чыгарып булмый.

Һәр тикшеренү чынлыкта нәрсәне үлчәгән

Өлгергән биопленка тикшеренүендә нәтиҗә күрсәткечләре 485 nm да укылган TTC кайтарылуы буенча метаболик активлык һәм 33 төргә карата зондлар белән шахмат тактасы ысулындагы ДНК–ДНК гибридлаштыру буенча бактерияләр саны булган; ачыклау чиге якынча 10,000 күзәнәк тәшкил иткән. Тереклеккә сәләтле микроорганизмнарны агарга чәчеп исәпләү, кристалл шәмәхә белән биомассаны үлчәү, тере һәм үле күзәнәкләрне сурәтләү, кабат үсүне күзәтү үткәрелмәгән. LED гына куллану LED булмаган төркемнәр белән чагыштырганда метаболик активлыкны якынча 50 процентка, ә буягыч белән LED якынча 55 процентка киметкән. Буягыч кына кулланылган төркем статистик яктан эшкәртелмәгән контроль белән бер төркемгә кергән. ДНК буенча исәпләнгән саннарда буягыч кына, LED гына һәм буягыч белән LED төркемнәренең барысы да контрольдән статистик яктан әһәмиятле дәрәҗәдә түбән булган, ләкин бу өч төркем арасында әһәмиятле аерма булмаган. Авторлар моның нәтиҗәсен турыдан-туры әйтә: эшкәртүләр инде формалашкан, өслеккә береккән полимикроб биопленканы җимермәгән; өлгергән пародонталь биопленканы механик рәвештә таркату кирәк, ә фотодинамиканы, иң күбе, өстәмә алым буларак кулланырга мөмкин.

Иртә колонизаторлар тикшеренүендә нәтиҗә күрсәткече — сайлап үстерүче туклыклы тирәлекләрдә үстереп алынган тереклеккә сәләтле микроорганизмнар саны; ул логарифмик шкалада күрсәтелгән. Яктылыксыз буягыч төркеме тоз эремәсе төркеменнән аерылмаган. Фотоактивлаштырылган ике төркем дә — лазер белән капсулаланган буягыч һәм LED белән капсулаланган буягыч — тереклеккә сәләтле микроорганизмнар санын тискәре контрольгә карата якынча 4 log ка кадәр киметкән. Бу әлеге күрсәткеч буенча 10,000 тапкыр яки 99.99 процент кимүгә туры килә, һәм ике төркем дә статистик яктан хлоргексидиннан аерылмаган. Яктылык кына һәм караңгыда гына эшкәртү өчен аерым ышанычлы логарифмик саннар бирелмәгән. Шуңа күрә намуслы йомгак — мәкалә хуплаган йомгак: кимүне фотоактивлаштырылган капсулаланган буягыч китереп чыгарган, караңгыдагы буягыч китереп чыгармаган, ә кимү күләме бу яшь биопленка моделендә антисептик чагыштыру үрнәгенә туры килгән.

Бер хезмәт тә эшкәртүдән соң кабат үсүне, калдык биомассаны яки матрица структурасын үлчәмәгән. CFU кимүе калган матрица турында берни дә әйтми. Метаболик активлыкның төшүе исән калганнар турында берни дә әйтми. ДНК буенча исәпләү кайсыларының тере икәнен күрсәтә алмый.

Анализ ысулларын һәм нәтиҗә күрсәткечләрен чагыштыру

Бу таблица — мәкаләнең чагыштыру материалы. Бер тикшеренү нәрсәне дәлилләвен күрү өчен юл буйлап укыгыз, ә кайсы сорауларга ике тикшеренү дә җавап бирмәвен күрү өчен багана буйлап укыгыз.

Өч аерманы аеруча ассызыкларга кирәк. Беренчедән, өлгергән модельдә яктылык кына булган төркем метаболик тәэсирнең диярлек барысын аңлата, шуңа күрә 55 процент күрсәткече буягыч аша үтерүне аңлатмый. Икенчедән, яшь модельдә караңгыдагы форма тәэсирсез, ә нәтиҗә яктылык булганда гына күренә — бу фотоактивлаштыруның билгесе. Өченчедән, ДНК буенча исәпләнгән саннарның 80 процентка төшүе математик яктан якынча 0.7 log ка туры килер иде, әгәр үзгәрмә тереклеккә сәләтле микроорганизмнар саны булса. Ләкин ул андый түгел, шуңа күрә бу нәтиҗәне беркайчан да логарифмик үтерү күрсәткече итеп китерергә ярамый. Теш биопленкаларына бәйле мәгълүмат авыз куышлыгы биопленкалары һәм стоматологик тикшеренүләр җыентыгында тупланган, ә төрле тикшеренүләрдәге модельләрне, кертү юлларын һәм нәтиҗә күрсәткечләрен аеруның гомуми алымы лаборатория ысуллары кулланмасында җентекләп аңлатыла.

Ни өчен биопленка тикшеренүләрен уку өчен аерым кагыйдәләр кирәк

Метилен зәңгәре белән биопленка тикшеренүенең нәтиҗәсе үз лаборатория планшетыннан читтә берәр нәрсә аңлатамы-юкмы икәнен дүрт үзгәрмә билгели.

Беренче урында — биопленканың яше һәм матрицасы. Искерәк биопленкалар калынрак, аларда аркылы бәйләнешләр күбрәк, һәм буягычның аларга үтеп керүе кыенрак. 2021 елгы хезмәт авторлары буягычның үтеп керүен һәм оешкан биопленка аша яктылыкның начар таралуын төп чикләүләр дип атый. Циклодекстрин белән капсулалау кебек ташучы алымнар нәкъ шушы чикләүне җиңәргә омтыла; шуңа күрә буягыч формасы вак-төяк түгел, ә эксперименталь үзгәрмә булып тора.

Икенче урында — дозаны исәпләү. Монда яктылык энергиясе тыгызлыгы бер үк дулкын озынлыгында 8.1 дән 320 J һәр квадрат cm га кадәр, ягъни якынча кырык тапкыр аерыла; ә нурланыш куәте тыгызлыгы 90 mW тан берничә W һәр квадрат cm га кадәр үзгәрә. Бер үк дулкын озынлыгы бер үк тәэсир итүне аңлатмый, һәм ике тикшеренү дә дозага бәйлелек сызыгын билгеләү өчен дозаны җитәрлек системалы рәвештә үзгәртми.

Өченче урында — контроль төркемнәр. Караңгыдагы буягыч төркеме булмаган тикшеренү буягычның үз токсиклыгын кире кага алмый, ә яктылык кына булган төркемсез тикшеренү нәтиҗәне фотоактивлаштыруга бәйли алмый. Ике хезмәттә дә ике контроль төркем дә бар — бу аларның көчле ягы. Өлгергән биопленка турындагы хезмәт яктылык кына булган төркемнең ни өчен мөһимлеген күрсәтә: аннан башка метаболик нәтиҗә буягыч тәэсире итеп аңлатылыр иде.

Дүртенче урында — нәтиҗә күрсәткечләре. Тереклеккә сәләтлелек, метаболизм, ДНК күләме, биомасса, структура һәм кабат үсү — алты төрле раслау. Мондагы бер хезмәт тә аларның икедән артыгын үлчәми. Аеруча кабат үсү беркайда да тикшерелмәгән, шуңа күрә тәэсирнең дәвамлылыгы күрсәтелгән түгел, ә үлчәнмәгән булып кала.

Болар инфекцияне дәвалау турында нәрсәне расламый

Бу эксперименталь системаларның берсендә дә кан әйләнеше, иммун күзәнәкләр, төкерек агымы, теш казнасы буразнасындагы сыеклыкның яңаруы яки механик чистарту юк. Коедагы буягыч концентрациясе — кешегә теләсә нинди юл белән кертелгәннән соң тукымадагы концентрация түгел. Яшь яисә хәтта өлгергән лаборатория биопленкасына бер тапкыр 5 минут яки 90 секунд тәэсир итү терапия курсы түгел. Өлгергән биопленка тикшеренүе авторлары моны үзләре дә әйтә: алар фотодинамиканы мөстәкыйль тулысынча бетерү ысулы түгел, ә механик алып ташлауга мөмкин булган өстәмә алым итеп карый.

Дөрес йомгак чикле, әмма ныклы. Фотоактивлаштырылган метилен зәңгәре өлгергән лаборатория авыз куышлыгы бергәлегендә метаболизмны һәм ДНК буенча билгеләнгән санны, бергәлекне җимермичә, баса ала; бу эксперименталь шартларда метаболик тәэсирнең зур өлешен яктылык үзе бирә. Циклодекстрин аша китерелгән фотоактивлаштырылган буягыч яшь лаборатория стрептококк биопленкасында тереклеккә сәләтле микроорганизмнар санын берничә зурлык тәртибенә киметә ала; кимү дәрәҗәсе шул ук модельдәге хлоргексидин белән чагыштырырлык. Бу күзәтүләрнең кайсы да булса кешедәге инфекциягә күчереп кулланыла аламы-юкмы икәнлеге буягычны китерүгә, яктылыкның барып җитүенә, кислородка, анатомиягә һәм клиник нәтиҗә күрсәткечләренә бәйле. Әлеге экспериментлар боларны үлчәү өчен бөтенләй төзелмәгән.