1Department of Microbiology, Fal.C., Islamic Azad University, Falavarjan, Iran.
2Department of Biology, Fal.C., Islamic Azad University, Falavarjan, Iran.
3Department of Biochemistry, Fal.C., Islamic Azad University, Falavarjan, Iran.
4Department of Genetics, Faculty of Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
چکیده
Introduction: Due to the prevalence of MDR strains, alternative treatments such as antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) have received much attention. This technique is an innovative technology that utilizes photosensitizers and generates active oxygen species. This study aimed to investigate the effectiveness of aPDT against multidrug-resistant (MDR) Pseudomonas aeruginosa using a nanoemulsion containing zinc phthalocyanine (NE/ZnPc) in a burn wound model under both in in vitro and in vivo conditions. Materials & Methods: Optimization of PDT conditions —across different drug concentrations, different incubation times, different doses of laser radiation —was performed in vitro, and then the anti-biofilm effects of the optimal concentration against clinical isolates of MDR P. aeruginosa were investigated. Under in vivo conditions, male rats were divided into seven groups: Control, burn wound group, bacterial-infected burn wound, infected burn wound with laser treatment, infected wound treated with laser and drug (optimal concentration), infected wound treated with drug alone, and infected wound treated with nanoemulsion alone. The area of the burn wound was measured at the beginning and end of the experiment. Pieces of skin tissue were collected to perform histological studies and measure the expression of EGFR and SOD1 genes. Results: Based on the results, the drug at a concentration of 40 µg/mL encapsulated in nanoemulsion, a laser dose of 13 J/cm2, and the incubation time of 2 hours were selected as optimal conditions. Under these conditions, 80% biofilm inhibition was observed. According to the histological results, NE/ZnPc-mediated aPDT and laser radiation reduced the burn wound area, significantly accelerated the wound healing process, increased EGFR gene expression, and decreased SOD1 gene expression to normal levels. Conclusion: The promising antibacterial and anti-biofilm activity of NE/ClZnlPc-mediated aPDT against MDR P. aeruginosa, along with the increased expression of EGFR and SOD1 levels in infected rat wounds, indicate that this treatment may be served as an alternative approach to eradicate MDR bacteria.
فتودینامیک تراپی ضد باکتریایی با پتالوسیانین روی علیه سودوموناس آئروژینوزا مقاوم به چند دارو در عفونت سوختگی
چکیده [English]
با توجه به شیوع سویههایMDR ، درمانهای جایگزین، مانند درمان فتودینامیک ضد میکروبی (APDT) مورد توجه زیادی قرار گرفته است .این تکنیک یک فناوری تعاملی است که به کمک حساسگرهای نوری واز طریق تولید رادیکال های اکسیژن فعال عمل میکند. . این پژوهش با هدف بررسی اثربخشی APDT علیه باکتری سودوموناس آئروژینوزا مقاوم به چند دارو (MDR) با استفاده از نانوامولسیون حاوی پتالوسیانین روی (NE/ZnPc) در مدل زخم سوختگی در شرایط Invitro و In vivo انجام شد. بهینه سازی شرایط فتودینامیک تراپی در غلظت های مختلف دارو ، زمان های انکوباسیون مختلف ، دوزهای مختلف تابش لیزر درشرایط In vitro انجام وسپس اثرات ضدبیوفیلمی غلظت بهینه برعلیه ایزوله بالینی سودوموناس آئروجینوزا مقاوم به چند دارو بررسی گردید. در شرایط In vivo، رتهای نر در 7 گروه : کنترل ، گروه زخم سوختگی، زخم سوختگی آلوده به باکتری ، زخم سوختگی عفونی و تیمار با لیزر)، زخم عفونی و تیمار با لیزر و دارو ( غلظت بهینه)، زخم عفونی و تیمار با دارو به تنهایی، زخم عفونی و تیمار با نانوامولسیون به تنهایی تقسیم بندی شدند. مساحت زخم سوختگی در ابتدا و انتهای آزمون اندازهگیری شد. قطعاتی از بافت پوست بهمنظور انجام مطالعات بافتشناسی و سنجش بیان ژنهای EGFR و SOD1 با جمعآوری شد. بر اساس نتایج، غلظت 40 میکروگرم در میلی لیتر نانوامولسیون حاوی دارو ، دوز لیزر J/cm2 13 وزمان انکوباسیون 2 ساعت بعنوان شرایط بهینه انتخاب شد. تحت این شرایط، مهار 80 درصدی بیوفیلم مشاهده شد. مطابق با نتایج بافتشناسی،aPDT با واسطه NE/ZNPc و تابش لیزر کاهش مساحت زخم سوختگی و تسریع قابل توجهی در فرآیند بهبود زخم و همچنین، افزایش بیان ژن EGFR و کاهش بیان ژن 1SODتا سطح نرمال مشاهده گردید. فعالیت ضد باکتریایی و ضد بیوفیلمی امیدوارکنندهای aPDT به واسطه NE/ZNlPc علیه باکتری سودوموناس آئروجینوزا MDRو افزایش بیان EGFR و 1SOD در زخم های عفونی رتهابیانگر آن است که شاید بتوان این درمان را به عنوان یک درمان جایگزین برای ریشهکنی باکتریهای با مقاومت چند دارویی باشد.
کلیدواژهها [English]
نانو امولسیون, فتودینامیک تراپی ضدمیکروبی, حساسگر, پتالوسیانین روی
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 297
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 147
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب