Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Тучина Е. С., Каневский М. В., Эль-Хих А. Н., Сливина Ю. И. Динамика формирования у Staphylococcus aureus толерантности к фиолетовому (405 нм) cветодиодному излучению при многократном воздействии // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024. Т. 24, вып. 2. С. 196-201. DOI: 10.18500/1816-9775-2024-24-2-196-201, EDN: EUHPDP

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 51)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
577.344.3. 57.033
EDN: 
EUHPDP

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

Авторы: 
Тучина Елена Святославна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Каневский Матвей Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Эль-Хих Айя Нидаль, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Сливина Юлия Игоревна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Проведено исследование формирования толерантности к низкоинтенсивному фиолетовому (405 нм, 80 мВт/см2 , 72 Дж/см2 ) светодиодному излучению у клинического 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. 

Список источников: 
  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.
Поступила в редакцию: 
20.01.2024
Принята к публикации: 
03.02.2024
Опубликована: 
31.05.2024
Краткое содержание:
(загрузок: 22)