Effect of photodynamic inactivation on virulence factors of different strains of <em>Staphylococcus aureus</em>
- 1. National University of Río Cuarto
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
The dramatic increase of bacteria resistant to antibiotics makes it unlikely that the discovery of new classical drugs will solve this problem permanently. Therefore, new antimicrobial approaches are needed to treat antibiotic-resistant Staphylococcus aureus infections. Photodynamic inactivation (PDI) emerges as a photochemotherapeutic approach with applications in antimicrobial therapy. The PDI process is based on the combined use of light, oxygen, and a photosensitizing (PS) agent. These three components interact to generate reactive oxygen species, which are cytotoxic and irreversibly damage the vital components of microbial cells, causing death. In this work, the photoantimicrobial effect of zinc(II)2,9,16,23-tetrakis[4-(N-methylpyridyloxy)]phthalocyanine (ZnPPc4+) on different S. aureus strains was evaluated, comparing its action on several virulence factors (including hemolysin, lipase and lecithinase activity, mannitol fermentation, catalase production and carotenoid content) before and after photodynamic treatment. Finally, the ability to produce biofilms pre- and post-treatment was analyzed. The results indicate that ZnPPc4+ is an effective PS to photoinactivate different strains of planktonic S. aureus, at low concentration and light doses, and to significantly reduce the number of microorganisms that are part of biofilm. Furthermore, ZnPPc4+ was shown to alter the expression of some virulence factors tested. Therefore, PDI may become a promising alternative therapy, not only to control the reproduction of pathogenic microorganisms, but also to reduce the effects of virulence factors that may remain after the inactivation of microorganisms.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
إن الزيادة الهائلة في البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية تجعل من غير المرجح أن يؤدي اكتشاف أدوية كلاسيكية جديدة إلى حل هذه المشكلة بشكل دائم. لذلك، هناك حاجة إلى مناهج جديدة مضادة للميكروبات لعلاج عدوى المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للمضادات الحيوية. يظهر التعطيل الضوئي الديناميكي (PDI) كنهج علاجي كيميائي ضوئي مع تطبيقات في العلاج المضاد للميكروبات. تعتمد عملية PDI على الاستخدام المشترك للضوء والأكسجين وعامل التحسس الضوئي (PS). تتفاعل هذه المكونات الثلاثة لتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية، وهي سامة للخلايا وتضر بشكل لا رجعة فيه بالمكونات الحيوية للخلايا الميكروبية، مما يتسبب في الوفاة. في هذا العمل، تم تقييم التأثير الضوئي المضاد للميكروبات للزنك(II) 2،9،16،23 - تتراكيس [4 - (N - methylpyridyloxy)]الفثالوسيانين (ZnPPc4 +) على سلالات S. aureus المختلفة، ومقارنة تأثيره على العديد من عوامل الفوعة (بما في ذلك الهيموليسين والليباز ونشاط الليسيثيناز وتخمير المانيتول وإنتاج الكاتالاز ومحتوى الكاروتينات) قبل وبعد العلاج الضوئي الديناميكي. أخيرًا، تم تحليل القدرة على إنتاج الأغشية الحيوية قبل وبعد المعالجة. تشير النتائج إلى أن ZnPPc4+ هو PS فعال للتعطيل الضوئي لسلالات مختلفة من العوالق S. aureus، بتركيز منخفض وجرعات خفيفة، ولتقليل عدد الكائنات الحية الدقيقة التي تشكل جزءًا من الغشاء الحيوي بشكل كبير. علاوة على ذلك، تبين أن ZnPPc4 + يغير التعبير عن بعض عوامل الفوعة التي تم اختبارها. لذلك، قد يصبح PDI علاجًا بديلًا واعدًا، ليس فقط للسيطرة على تكاثر الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، ولكن أيضًا للحد من آثار عوامل الفوعة التي قد تبقى بعد تعطيل الكائنات الحية الدقيقة.Translated Description (French)
L'augmentation spectaculaire des bactéries résistantes aux antibiotiques rend peu probable que la découverte de nouveaux médicaments classiques résoudra ce problème de manière permanente. Par conséquent, de nouvelles approches antimicrobiennes sont nécessaires pour traiter les infections à Staphylococcus aureus résistantes aux antibiotiques. L'inactivation photodynamique (PDI) émerge comme une approche photochimiothérapeutique avec des applications en thérapie antimicrobienne. Le processus PDI est basé sur l'utilisation combinée de la lumière, de l'oxygène et d'un agent photosensibilisant (PS). Ces trois composants interagissent pour générer des espèces réactives de l'oxygène, qui sont cytotoxiques et endommagent de manière irréversible les composants vitaux des cellules microbiennes, provoquant la mort. Dans ce travail, l'effet photoantimicrobien du zinc(II) 2,9,16,23-tétrakis [4-(N-méthylpyridyloxy)]phtalocyanine (ZnPPc4 +) sur différentes souches de S. aureus a été évalué, en comparant son action sur plusieurs facteurs de virulence (dont l'activité hémolysine, lipase et lécithinase, la fermentation du mannitol, la production de catalase et la teneur en caroténoïdes) avant et après traitement photodynamique. Enfin, la capacité à produire des biofilms avant et après le traitement a été analysée. Les résultats indiquent que ZnPPc4+ est un PS efficace pour photoinactiver différentes souches de S. aureus planctonique, à de faibles concentrations et doses de lumière, et pour réduire significativement le nombre de micro-organismes qui font partie du biofilm. De plus, il a été démontré que ZnPPc4 + modifie l'expression de certains facteurs de virulence testés. Par conséquent, la PDI peut devenir une thérapie alternative prometteuse, non seulement pour contrôler la reproduction des micro-organismes pathogènes, mais aussi pour réduire les effets des facteurs de virulence qui peuvent rester après l'inactivation des micro-organismes.Translated Description (Spanish)
El dramático aumento de bacterias resistentes a los antibióticos hace poco probable que el descubrimiento de nuevos fármacos clásicos resuelva este problema de forma permanente. Por lo tanto, se necesitan nuevos enfoques antimicrobianos para tratar las infecciones por Staphylococcus aureus resistentes a los antibióticos. La inactivación fotodinámica (PDI) surge como un enfoque fotoquimioterapéutico con aplicaciones en la terapia antimicrobiana. El proceso PDI se basa en el uso combinado de luz, oxígeno y un agente fotosensibilizante (PS). Estos tres componentes interactúan para generar especies reactivas de oxígeno, que son citotóxicas y dañan irreversiblemente los componentes vitales de las células microbianas, causando la muerte. En este trabajo se evaluó el efecto fotoantimicrobiano del zinc(II) 2,9,16,23-tetrakis [4-(N-metilpiridiloxi)]ftalocianina (ZnPPc4 +) sobre diferentes cepas de S. aureus, comparando su acción sobre varios factores de virulencia (incluyendo actividad de hemolisina, lipasa y lecitinasa, fermentación de manitol, producción de catalasa y contenido de carotenoides) antes y después del tratamiento fotodinámico. Finalmente, se analizó la capacidad de producir biopelículas antes y después del tratamiento. Los resultados indican que ZnPPc4+ es un PS eficaz para fotoinactivar diferentes cepas de S. aureus planctónico, a baja concentración y dosis de luz, y para reducir significativamente el número de microorganismos que forman parte de la biopelícula. Además, se demostró que ZnPPc4 + altera la expresión de algunos factores de virulencia probados. Por lo tanto, la PDI puede convertirse en una terapia alternativa prometedora, no solo para controlar la reproducción de microorganismos patógenos, sino también para reducir los efectos de los factores de virulencia que pueden permanecer después de la inactivación de microorganismos.Files
presentation.pdf
Files
(63.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:122f94768265b60d45583446b2b657d0
|
63.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير التعطيل الديناميكي الضوئي على عوامل الفوعة لسلالات مختلفة من< em>المكورات العنقودية الذهبية </ em>
- Translated title (French)
- Effet de l'inactivation photodynamique sur les facteurs de virulence de différentes souches de< em> ;Staphylococcus aureus< ;/em> ;
- Translated title (Spanish)
- Efecto de la inactivación fotodinámica sobre los factores de virulencia de diferentes cepas de< em>Staphylococcus aureus</em>
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4200374785
- DOI
- 10.3390/ecmc2021-11357