Метилен зәңгәренең микробларга һәм гөмбәләргә каршы тәэсирен тикшерү: яктылык һәм караңгылык

Ике укучы метилен зәңгәренең микробларга каршы тәэсире дигән сүзләрне күреп, төрле нәрсәләрне күз алдына китерә. Берсе микробларны кагылу белән агулый торган зәңгәр сыеклыкны уйлый. Икенчесе буягыч белән кызыл яктылык аларны юк итә торган процедураны күз алдына китерә. Ике күзаллауда да хаклык бар. Әмма аларның берсе дә тулы төшенчә түгел, һәм интернеттагы күпчелек раслаулар нәкъ шуларны бутау аркасында ялгыш була.

Бу күзәтү әлеге аермага багышланган. Җитәрлек концентрациядә метилен зәңгәренең караңгыдагы токсик тәэсире уртача дәрәҗәдә була. Кызыл яктылык астында ул фотосенсибилизаторга әйләнә: фотонны йота, реакциягә сәләтле триплет халәткә күчә һәм берьюлы күп мишеньнәрне зарарлый торган оксидлаштыру химиясен эшләтеп җибәрә. Яктылык белән активлаштырыла торган бу режимның үз исеме — микробларга каршы фотодинамик терапия — һәм үз шартлары бар. Аны концентрация генә билгеләми. Нәтиҗәне дулкын озынлыгы, яктылык дозасы, инкубация, кислород һәм организм билгели.

Үтерүнең ике концепциясе

Башта караңгыдагы тәэсир концепциясен карыйк. Метилен зәңгәре — уңай корылмалы фенотиазиний буягычы. Ул микроб тышчалары белән бәйләнешкә керә, күзәнәкләргә төрле дәрәҗәдә үтеп керә һәм оксидлашу-кайтарылу, шулай ук бәйләнү реакцияләрендә катнаша. Монда фотоннар катнашмый. Үтерү була, әмма организмга карап нык аерыла торган концентрацияләрдә генә, һәм механизм бер генә төгәл мишеньгә юнәлмәгән.

Фотодинамик концепциягә яктылык өстәлә. Якынча 630–680 nm диапазонындагы кызыл фотоннар буягычның йоту полосасына туры килә; мономерның йоту максимумы 664 nm тирәсендә. Йоту буягычны кыска гомерле синглет халәткә, аннары озаграк яшәүче триплет халәткә күчерә. Шуннан соң ике реакция төркеме эшли. I тип химиясендә триплет субстратка электрон тапшыра һәм супероксид белән гидроксил кисәкчекләрен үз эченә алган радикаль реакция юлларын башлап җибәрә. II тип химиясендә ул энергияне төп халәттәге кислородка турыдан-туры тапшыра һәм синглет кислород барлыкка китерә. Икесе дә берьюлы бара ала, шуңа күрә буягычны бары тик синглет кислород тудыручы агент дип атау артык гадиләштерү була. Фенотиазиний фотосенсибилизаторларының төзелеш–активлык бәйләнешенә күзәтү моны турыдан-туры күрсәтә: тугандаш буягычларда бактерияләргә фототоксик тәэсир синглет кислород чыгышы белән генә билгеләнмәгән, чөнки йотылу, урнашу һәм актив булмаган лейкоформага кайтарылу фотофизика кебек үк мөһим булган. Дулкын озынлыгы кагыйдәсе нигезендәге фотохимия буягыч белән кызыл яктылык турындагы бәйле күзәтүдә аңлатыла.

Синглет кислород бер файдалы үзлекнең нигезендә тора. Ул берьюлы күп биомолекула белән реакциягә керә, шуңа күрә һөҗүм бер генә ферментка яки бәйләүче аксымга юнәлми, ә күп факторлы була. Фотодинамик микробларга каршы химиотерапиянең нигез салучы тасвирламасы гадәти резистентлык профильләренең әһәмияте аз булуны шуның белән аңлаткан: өстәмә пенициллин бәйләүче аксым яки мутацияләнгән топоизомераза реактив кислородның кисәк артуын туктатмый. Түбәндәге матрица күрсәткәнчә, бу логика метициллинга чыдам Staphylococcus aureus һәм ванкомицинга чыдам энтерококкларга каршы сынауларда расланган. Бу резистентлык мөмкин түгел дигәнне аңлатмый, бары тик аның башкача эшләвен генә күрсәтә. Эффлюкс насослары һәм антиоксидант саклану механизмнары, бигрәк тә гөмбәләрдә, кирәкле дозаны үзгәртә ала.

Организмнар һәм тикшерү модельләре матрицасы

Бу таблица — мәкаләнең төп өлеше. Һәр күрсәткеч билгеле бер протоколга бәйле: буягыч бер үк булса да, яктылык дозасы яки инкубация башка булганда сан да башка була. MBC, MLC һәм MIC күрсәткечләрен бер-берсен алыштыра торган дип кабул итмәгез. Биредә MBC һәм MLC яңадан культурага күчергәндә исән калган организмнар булмавын аңлата, ә MIC үсешнең тоткарлануын белдерә. Яктылык шартлары һәр юлда күрсәтелгән.

Организм һәм модель	Караңгыдагы нәтиҗә	Яктылыктагы нәтиҗә	Шартлар
S. aureus NCTC 6571, планктон суспензиясе	MBC 5 uM	MBC 5 uM	Күзәтү таблицасы, ак яктылык 12 J per cm2
S. aureus NCTC 6571, планктон суспензиясе	MLC 2.5 uM	MLC 1 uM	1997 елгы беренчел протокол, 1 сәгать дәвамында 1.7 mW per cm2, якынча 6.3 J per cm2, инокулюм якынча 10^6 CFU per mL, фенотиазинийның фотобактерицид тәэсирен тикшергән оригиналь хезмәттә китерелгән
MRSA EMRSA-15, планктон форма	MBC 80 uM	MBC 20 uM	Күзәтү таблицасы, якынча 12 J per cm2, сизгерлекнең дүрт тапкыр артуы
MRSA EMRSA-16, планктон форма	MBC 40 uM	MBC 10 uM	Өстәге кебек үк протокол
E. coli NCTC 9001, планктон форма	MBC 500 uM	MBC 100 uM	Шул ук протокол, сизгерлекнең биш тапкыр артуы
P. aeruginosa NCTC 10622, планктон форма	MBC 500 uM	MBC 25 uM	Шул ук протокол, сизгерлекнең егерме тапкыр артуы
E. faecalis NCTC 775, планктон форма	MLC 100 uM	MLC 100 uM	6.3 J per cm2 белән 1997 елгы протокол, бу штамм һәм доза өчен яхшыру юк
Ванкомицинга чыдам E. faecium, планктон форма	MBC 400 uM	MBC 400 uM	Күзәтү таблицасы, төп буягыч белән яхшыру юк, ә гидрофобрак метиллаштырылган туемнар яхшырак нәтиҗә биргән; ванкомицинга чыдам энтерококкны тикшерү буенча
Candida albicans, планктон форма	MIC 12.79 ug per mL тан югары	5, 10 һәм 15 J per cm2 булганда MIC 12.79, 6.39 һәм 1.59 ug per mL	Караңгыда 30 минутлык алдан инкубация, 600–650 nm кызыл LED, максимумы 635 nm; метилен зәңгәренең гөмбәләргә каршы фотодинамик тәэсирендә доза–җавап бәйләнешен тикшерү буенча
C. albicans YEM14 һәм эффлюкс насосларын артык экспрессияләүче вариант, CFU буенча үтерү	Кулланылмый	Башлангыч штаммда якынча 5 log үтерү, CDR1/CDR2 не артык экспрессияләүче вариантта үтерү нульгә якын	100 uM буягыч, 30 минутлык инкубация, 660 nm һәм 60 J per cm2; эффлюкс насосларының метилен зәңгәре белән фотоүтерүгә йогынтысын тикшерү буенча
Trichophyton rubrum гифалары һәм споралары	Кулланылмый	Гифалар өчен MIC якынча 6.3 ug per mL, споралар өчен якынча 2.0 ug per mL; CFU ны тулысынча бетерү өчен гифаларга 5 ug per mL һәм 100 J per cm2, ә спораларга 1.25 ug per mL һәм 40 J per cm2 кирәк булган	635 nm фотодинамик протокол; дерматофитның үсеш стадияләренә бәйле сизгерлеген тикшерү буенча
33 төрдән торган җитлеккән теш казнасы асты биоплёнкасы, Calgary җайланмасы, 6 нчы көн	MB үзе генә гомуми санны 80 проценттан артык киметкән	MB һәм 660 nm LED метаболик активлыкны якынча 55 процентка киметкән, бергәлек төзелеше киң күләмдә үзгәрмәгән	0.01 процент буягыч (100 ug per mL), 5 минут дәвамында 660 nm һәм якынча 330 mW per cm2, анаэроб үсеш; күп төрле авыз биоплёнкасын in vitro тикшерү буенча

Өч закончалык аерылып тора. Беренчедән, грам-уңай стафилококклар түбән микромоляр дәрәҗәләрдә үлә, ә грам-тискәре таякчыкларга караңгыда якынча йөз тапкыр күбрәк буягыч кирәк, чөнки грам-тискәре бактерияләрнең тышкы мембранасы үтеп керүне чикли. Яктылык бу аерманы киметә, әмма бетерми. Икенчедән, метилен зәңгәренең гөмбәләргә каршы тәэсире чын, әмма шартларга бәйле: яктылык дозасы артканда метилен зәңгәренең Candida ны үтерүе кискен көчәя, ә эффлюкс насосларының артык экспрессиясе кебек бер генә фенотип үзгәреше шул ук дозада 5 log үтерүне юкка чыгара ала. Өченчедән, җитлеккән биоплёнканың үз-үзен тотышы суспензияләрнекеннән аерыла; авыз биоплёнкасы турындагы юл нәкъ шул очракка карый.

Бактерияләр: яктылык кайда иң нык ярдәм итә, ә кайда ярдәм итми

Стафилококклар — сизгер очрак. Яктылык кулланылгач, хәтта эпидемик MRSA өчен күзәтү таблицасындагы күрсәткечләр дә чагыштыру өчен алынган ванкомицин күрсәткече дәрәҗәсендә яки аннан түбән була. Диметиллаштырылган туемнар тагын да яхшырак нәтиҗә биргән, чөнки метиллаштыру липофильлекне һәм синглет кислород чыгышын арттырган, шул ук вакытта лейкоформага кайтарылуга каршы торган. Бу химик нечкәлек мөһим: ул үтерүнең фотофизика гына түгел, ә китереп җиткерү белән фотофизиканың уртак нәтиҗәсе булуын күрсәтә.

Грам-тискәре организмнар китереп җиткерү өлешен ачык күрсәтә. Pseudomonas өчен караңгыда 500 uM, ә яктылыкта 25 uM кирәк булган — егерме тапкыр яхшыру. Әмма яктылыктагы күрсәткеч тә стафилококклар диапазоныннан шактый югары булып кала. Катион корылмасы буягычка тышкы мембранага якынлашырга ярдәм итә, ләкин үтеп керү һаман да чикләүче фактор булып тора. Составлар, инкубация вакыты һәм туемны сайлау бу саннарны шул ук буягычны югарырак дозада кабат куллануга караганда күбрәк үзгәртә.

Энтерококклар сак булырга кирәклеген күрсәтә. Элегрәк кулланылган протоколларда E. faecalis өчен яктылыкның бөтенләй өстенлеге булмаган, ә ванкомицинга чыдам E. faecium өчен күбрәк яктылык түгел, башка молекула кирәк булган. Метилен зәңгәренең бер MBC күрсәткечен гомуми антибактериаль константа итеп китерүче кеше әдәбиятны дөрес аңламый. Мондый константа юк. Штаммга, мохиткә, инокулюмга, инкубациягә, дулкын озынлыгына һәм флюенска бәйле күрсәткечләр генә бар. Бу күрсәткечләрне үз-үзеңне алдамыйча ничек укырга кирәклеге үтерү кәкреләрен аңлату буенча кулланмада карала.

Гөмбәләр: сизгер, әмма стадия һәм насослар хәл итә

Гөмбәләрнең глюканнардан, маннаннардан һәм хитиннан торган стеналары бактерияләрнекеннән аерылып торган үтеп керү мәсьәләсен тудыра, өстәвенә гөмбәләрдә актив саклану механизмнары да бар. Өстә китерелгән Candida эффлюксы нәтиҗәсе — иң ачык мисал: буягыч, яктылык һәм мохит бер үк булган, әмма артык экспрессияләүче вариант исән калган, ә башлангыч штамм колония барлыкка китерүче берәмлекләренең якынча 99.999 процентын югалткан. Дерматофитларда үсеш стадиясе дә әһәмиятле. Споралар гифаларга караганда күпкә җиңелрәк үлә, шуңа күрә спораларны бетерә торган протокол шул ук дозада гифа кисәкләрен яшәүгә сәләтле килеш калдыра ала.

Шуңа күрә метилен зәңгәренең гөмбәләргә каршы тәэсире турындагы хисапларда яктылык шартларын бактерияләр турындагы хисаплардагы кебек үк төгәл сакларга кирәк. Тырнак һәм тире буенча клиник фотодинамик тикшерүләрдә 1–2 процент буягыч билгеләнгән флюенсларда үлчәнгән кызыл яктылык белән бергә кулланылган һәм аннан соң күзәтү үткәрелгән; клиник күренеш белән микологик чистарыну аерым бәяләнгән. Бу сынаулар тырнак һәм тире гөмбәләренә каршы фотодинамик тәэсир дәлилләре йомгагында карала. Бүлмә яктылыгында зарарланган урынга сыекландырылган буягыч сөртү төсне кабатлый, әмма процедураны кабатламый.

Биоплёнка белән тикшерү: 33 төрле авыз моделе

2024 елгы күп төрле авыз биоплёнкасын тикшерү игътибарга лаек, чөнки ул җиңел очракны түгел, катлаулы очракны сыный. Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium һәм авыз стрептококкларын да кертеп, утыз өч авыз микроорганизмы төре анаэроб шартларда үсеп, 6 нчы көнгә җитлеккән биоплёнка барлыкка китергән. Эшкәртү 0.01 процент буягыч һәм югары нурланыш интенсивлыгында 5 минут дәвамында 660 nm LED белән башкарылган. Буягыч үзе дә, яктылык үзе дә гомуми санны сизелерлек киметкән, ә аларның кушылмасы метаболик активлыкны якынча яртылаш киметкән. Шулай да бергәлек төзелеше үзгәрмәгән һәм биоплёнка стерильләштерелмәгән.

Бу — чикләре ачык күрсәтелгән чын тәэсир. Ул фотодинамик эшкәртүне чистартылган кесәдә җирле өстәмә чара буларак куллануны хуплый, ләкин диагноз куелган пародонтитны үзе генә дәвалый торган чайкау чарасы буларак түгел. Бу безне гомуми аермага китерә.

Ни өчен лабораториядә үтерү дәвалауга тиң түгел

Планктон формадагы MBC сынавында бертөрле күзәнәкләргә кислородлы мохиттә бертөрле буягыч һәм бертөрле яктылык тәэсир итә. Зарарланган урын боларның берсен дә тәэмин итми. Матрица үтеп керүне акрынайта, персистерларга охшаш халәтләр оксидлашуга чыдый, кан һәм экссудат яктылыкны йота, тукыма геометриясе күләгәле урыннар калдыра, ә гипоксик кесәләр II тип химиясен көчсезләндерә, чөнки синглет кислород барлыкка килсен өчен молекуляр кислород кирәк. Катнаш инфекцияләрдә буягычны йоту һәм сизгерлек дәрәҗәсе төрле булган төрләр дә була, шуңа күрә бер эталон штаммның күрсәткече бөтен урынны чагылдыра алмый.

Авыз мисалы бу аерманы ачык күрсәтә. Лаборатория савытында Porphyromonas яки стрептококклар санын киметү, яисә үстерелгән биоплёнканы яртылаш басу зәңгәр чайкау чарасының пародонтитны дәвалавын, эндодонтик инфекцияне бетерүен яки бактериемияне юк итүен расламый. Клиник пародонт ярдәме биоплёнканы механик җимерүгә һәм бетерүгә, шулай ук кесә анатомиясен исәпкә алып эшләүгә таяна; яктылыкка нигезләнгән дәвалау җирле өстәмә чара буларак өйрәнелә. Лаборатория планшеты оячыгында үтерә торган буягыч концентрациясе белән теш казнасы астындагы бактерияләргә барып җиткән концентрация арасында тотрыклы бәйләнеш юк, ә бүлмә яктылыгы 660 nm дозасы түгел. Авыз өчен теләсә нинди куллануда дозалау, куркынычсызлык һәм үзара тәэсир чикләрен клиницист билгеләргә тиеш; бу куркынычсызлык һәм үзара тәэсирләр белешмәсендә аңлатылган.

Бу дәлилләр нәрсәне аңлатмый

Бу көнкүреш дезинфекция чарасы турындагы раслау түгел. Бактерицид таблицаларда билгеле штаммнар, мохитләр, контакт вакытлары, спектрлар һәм флюенслар кулланыла. Алар кухня өслекләре, органик пычрану булганда кирәкле контакт вакытлары яки норматив дезинфекция стандартлары турында берни әйтми.

Бу системалы антибиотикны алыштыру да түгел. Гадәти фотодинамик тәэсир өчен буягыч, йотылган яктылык һәм кислород бер үк урында бер үк вакытта булырга тиеш. Яктылык, йотылган дару канга барып җиткән кебек, тирәндәге яки организм буйлап таралган учакларга барып җитми. Әдәбият бу алымны үтеп керү мөмкин булган җирле инфекцияләр өчен яки өстәмә чара буларак карый; Wainwright та җирле дезинфекцияне баштан ук нәкъ шулай тасвирлаган.

Гадел нәтиҗә таррак, әмма һаман да кызыклы. Метилен зәңгәренең караңгыда микробларга каршы тәэсире уртача дәрәҗәдә, ә кызыл яктылык күп бактерияләр һәм гөмбәләр өчен күпкә көчлерәк фотодинамик тәэсир ача. Яктылык белән караңгылык арасындагы аерма зур була ала: мәсәлән, Pseudomonas өчен 500 һәм 25 uM, эпидемик MRSA өчен 80 һәм 20 uM. Шул ук вакытта энтерококкларда һәм эффлюкс системасы актив Candida да нәтиҗәсез очраклар да гыйбрәтле. Бу нәтиҗәләрне гамәли куллануга күчерү номиналь буягыч концентрациясенә генә түгел, китереп җиткерүгә, биоплёнка физиологиясенә һәм кислородка да шул ук дәрәҗәдә бәйле. Бу шартларны ачык күрсәтсәгез, саннарның мәгънәсе була. Аларны алып ташласагыз, саннар берни аңлатмый.