Динамика формирования у Staphylococcus aureus толерантности к фиолетовому (405 нм) cветодиодному излучению при многократном воздействии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проведено исследование формирования толерантности к низкоинтенсивному фиолетовому (405 нм, 80 мВт/см2 , 72 Дж/см2 ) светодиодному излучению у стандартного антибиотико-устойчивого штамма Staphylococcus aureus 2а. Изучено изменение численности в ходе 20 циклов облучения, исследована реакция бактериальных клеток на окислительный стресс – чувствительность к присутствию в среде перекиси водорода и активность каталазы. Показано, что с 1-го по 5-й цикл происходило достоверно незначительное сокращение выживаемости – с 85 до 82%, с 5-го по 10-й цикл облучения снижение числа клеток приобретало более выраженный характер – с 82 до 63%, затем, с 10-го по 15-й цикл отмечено восстановление численности до более высоких значений (65–76%), с 15-го по 20-й цикл значения выживаемости после облучения сохранялись на одном уровне (80%). Установлено, что, начиная с 15-го цикла облучения культура становится в 2 раза устойчивее к действию окислительных факторов. Полученные результаты показали, что к использованию метода фотодинамической терапии на практике необходимо подходить с осторожностью, поскольку формирование у тагретного микроорганизма толерантности к воздействию происходит к 15-му циклу облучения и может существенно ухудшить результаты лечения. 

Об авторах

Елена Святославна Тучина

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Матвей Владимирович Каневский

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Айя Нидаль Эль-Хих

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0000-0003-1149-3966
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Юлия Игоревна Сливина

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0009-0003-1531-5451
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Список литературы

  1. Kussell E, Kishony R, Balaban N. Q., Leibler S. Bacterial persistence: A model of survival in changing environments // Genetics. 2005. Vol. 169. P. 1807–1814.
  2. Mahmoudi H., Bahador A., Pourhajibagher M., Alikhani M. Y. Antimicrobial photodynamic therapy: An effective alternative approach to control bacterial infections // J. Lasers Med. Sci. 2018. Vol. 9. P. 154–162. https://doi.org/10.15171/jlms.2018.29
  3. Youf R., Müller M., Balasini A., Thétiot F., Müller M., Hascoët A., Jonas U., Schönherr H., Lemercier G., Montier T. Antimicrobial photodynamic therapy: Latest developments with a focus on combinatory strategies // Pharmaceutics. 2021. Vol. 13. P. 1995–2016. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13121995
  4. Lipovsky A., Nitzan Y., Friedmann H., Lubart R. Sensitivity of Staphylococcus aureus strains to broadband visible light // Photochemistry and Photobiology. 2009. Vol. 85. P. 255–260.
  5. Бухарин О. В., Сгибнев А. В., Черкасов С. В., Иванов Ю. Б. Способ выявления у бактерий ингибиторов каталазы микроорганизмов. Патент РФ на изобретение № 2180353 от 10.03.2002.
  6. McKenzie G. J., Harris R. S., Lee P. L., Rosenberg S. M. The SOS response regulates adaptive mutation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. Vol. 97. P. 6646–6651.
  7. Anderson K. L., Roberts C., Disz T., Vonstein V., Hwang K., Overbeek R., Olson P. D., Projan S. J., Dunman P. M. Characterization of the Staphylococcus aureus heat shock, cold shock, stringent, and SOS responses and their effects on log-phase mRNA turnover // J. Bacteriol. 2006. Vol. 188. P. 6739–6756.
  8. Galhardo R. S., Hastings P. J., Rosenberg S. M. Mutation as a stress response and the regulation of evolvability // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2007. Vol. 42. P. 399–435.
  9. Kwiatkowski S., Knap B., Przystupski D., Saczko J., Kędzierska E., Knap-Czop K., Kotlinska J., Michel O., Kotowski K., Kulbacka J. Photodynamic therapy – mechanisms, photosensitizers and combinations // Biomed. Pharmacother. 2018. Vol. 106. P. 1098–1107.
  10. Pieranski M., Sitkiewicz I., Grinholc M. Increased photoinactivation stress tolerance of Streptococcus agalactiae upon consecutive sublethal phototreatments // Free Radic. Biol. Med. 2020. Vol. 160. P. 657–669.
  11. Guffey J. S., Payne W., Jones T., Martin K. Evidence of resistance development by Staphylococcus aureus to an in vitro, multiple stage application of 405 nm light from a supraluminous diode array // Photomed. Laser Surg. 2013. Vol. 31. P. 179–182.
  12. Amin R. M., Bhayana B., Hamblin M. R., Dai T. Antimicrobial blue light inactivation of Pseudomonas aeruginosa by photo-excitation of endogenous porphyrins: In vitro and in vivo studies // Lasers Surg. Med. 2016. Vol. 48. P. 562–568.
  13. Massier S., Rince A., Maillot O., Feuilloley M. G., Orange N., Chevalier S. Adaptation of Pseudomonas aeruginosa to a pulsed light-induced stress // J. Appl. Microbiol. 2012. Vol. 112. P. 502–511.
  14. Grinholc M., Rodziewicz A., Forys K., RapackaZdonczyk A., Kawiak A., Domachowska A., Golunski G., Wolz C., Mesak L., Becker K. Antimicrobial photodynamic therapy with fulleropyrrolidine: Photoinactivation mechanism of Staphylococcus aureus, in vitro and in vivo studies // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2015. Vol. 99. P. 4031–4043.
  15. Cieplik F., Späth A., Regensburger J., Gollmer A., Tabenski L., Hiller K. A., Bäumler W., Maisch T., Schmalz G. Photodynamic biofilm inactivation by SAPYR – an exclusive singlet oxygen photosensitizer // Free Radic. Biol. Med. 2013. Vol. 65. P. 477–487.
  16. Paronyan M. H., Koloyan H. O., Avetisyan S. V., Aganyants H. A., Hovsepyan A. S. Study of the possible development of bacterial resistance to photodynamic inactivation // Biol. J. Armen. 2019. Vol. 71. P. 17–22.
  17. Kashef N., Hamblin M. R. Can microbial cells develop resistance to oxidative stress in antimicrobial photodynamic inactivation? // Drug Resist. Updat. 2017. Vol. 31. P. 31–42.
  18. Al-Mutairi R., Tovmasyan A., Batinic-Haberle I., Benov L. Sublethal photodynamic treatment does not lead to development of resistance // Front. Microbiol. 2018. Vol. 9. P. 1699.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».