Yara enfeksiyonu etkeni çoklu dirençli bakterilere karşı fotodinamik ajanların antibakteriyel etkinliği

Abstract

Yaralarda kritik kolonizasyon veya enfeksiyon yaygın görülen bir problemdir. Enfeksiyon doku iyileşmesi geciktirmenin yanı sıra derin dokulara ilerleyip, osteomiyelit, bakteriyemi, sepsis gibi ciddi komplikasyonların gelişmesine de neden olmaktadır. Bu araştırmada yara enfeksiyonu etkeni çoklu ilaç dirençli bakterilere karşı fotodinamik ajanların antibakteriyel etkinliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Araştırmada çoklu ilaç dirençli (ÇİD) metisiline dirençli Staphylococcus aureus (Methicillin Resistant Staphylococcus aureus-MRSA), Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae klinik izolatları kullanıldı. Araştırmada fotosensitizan olarak literatürde yer almayan sentezini gerçekleştirildiğimiz PM, PE, PPN ve PPL olarak isimlendirdiğimiz yeni katyonik porfirin türevleri (KPT); ışık kaynağı olarak bilgisayar kontrollü 655-nm dalga boyunda 41,5 mW'lık çıkış gücüne sahip diyot lazer kullanıldı. Araştırmada, ÇİD klinik izolatları üzerinde farklı KPT konsantrasyonları (3,125-650 µM) ve farklı enerji dozları (25-150 J/cm2) kombinasyonları ile gerçekleştirilen antimikrobiyal fotodinamik tedavi (antimicrobial photodynamic therapy-aPDT) deneylerinde her bir ÇİD klinik izolatında ≥99,9999 değerlere varan sağkalım azalması saptandı. Çalışmada enerji dozu yükseltildikçe fotoianktivasyon etkinliğinin arttığı, en iyi etkinin 150 J/cm2 enerji dozunda görüldüğü belirlendi. ÇİD klinik izolatlarına karşı en iyi antimikrobiyal etki PPL'nin kullanıldığı aPDT'lerde görülürken, antimikrobiyal etkinliğinin en düşük olduğu fotosensitizan türünün PM olduğu saptandı. Araştırmamızda minimal inhibisyon konsantrasyonu (MİK) değerlerinin altındaki konsantrasyonlarda KPT türevleri ile gerçekleştirilen aPDT'lerin ÇİD yara enfeksiyon etkenlerine karşı güçlü bir antimikrobiyal etkinlik gösterme potansiyelinde olduğu sonucuna ulaşıldı. KPT türüne göre ÇİD izolatlarının duyarlılıklarındaki farklılıkların araştırılması için ileri analizlerin yapılması, maksimal düzeyde antimikrobiyal etki gösteren aPDT parametrelerinin canlı hücre üzerindeki toksisitesinin in vivo koşullarda araştırılması önerilmektedir. Anahtar kelimeler: Yara enfeksiyonları; çoklu ilaç direnci; antimikrobiyal fotodinamik tedavi; katyonik porfirin türevleri

Critical colonization or infection of wound are a widespread problem. In addition to delaying tissue healing, infection also progresses to deep tissues leading to the development of serious complications such as osteomyelitis, bacteremia, and sepsis. In this study, it was aimed to investigate the antibacterial activity of photodynamic agents against multidrug-resistant (MDR) bacteria which affect wound infection. MDR clinical isolates of methicillin-resistant S.aureus (MRSA), P.aeruginosa, E. coli, A.baumannii and K.pneumoniae were used in the study. In the research, novel cationic porphyrin derivatives (CPD) named PM, PE, PPN and PPL as photosensitizer which are synthesized by us and not included in the literature; a diode laser with a computer controlled 655-nm wavelength output power of 41.5 mW as the light source were used. In the study, aPDT experiments with combinations of the different concentrations CPD (3,125-650 μM) and different energy doses (25-150 J/cm2) a survival reduction of up to ≥99.9999 values in each MDR clinical isolate was detected. In the study has been determined that the efficacy of photoinactivation parallel to the increase in energy dose increased and the best effect is seen at the energy dose of 150 J/cm2. The best antimicrobial effect against MDR clinical isolates was seen in the aPDTs using PPL, while the lowest antimicrobial activity of the photosensitizer derivative was found to be PM. In our study, aPDT performed with CPD derivatives at concentrations below the minimum inhibitory concentration (MIC) values have the potential to show a strong antimicrobial activity against MDR wound infection agents. It is recommended in this study, further investigation is needed to investigate the differences in the susceptibility of MDR isolates according to type of CPD, and in vivo conditions of the toxicity on living cells of the aPDT parameters showing maximal antimicrobial effect.Keywords: Wound infections; multidrug resistant; antimicrobial photodynamic therapy; cationic porphyrin derivatives