Фотодинамическая инактивация уропатогенной микрофлоры в биопленках: пилотное исследование

Обоснование. Методы инактивации микроорганизмов, включая физические методы воздействия с целью разрушения биопленок уропатогенных микроорганизмов в качестве профилактики инфекционно-воспалительных заболеваний в урологии, изучены недостаточно, и разработка новых подходов остается актуальной.

Цель — определить возможность фотодинамической инактивации биопленок, образованных типичными представителями уропатогенной микрофлоры, с использованием антисептического средства с бактериостатическим эффектом метиленового синего, обладающего фотохимическим свойством.

Материалы и методы. Использованы культуры уропатогенных бактерий Staphylococcus aureus и Escherichia coli, выделенные из почечных конкрементов пациентов урологического отделения. Эксперименты по фотодинамической инактивации микрофлоры проводили in vitro на выращенных зрелых сформировавшихся биопленках. Облучение выполняли диодным лазером, генерирующим излучение с длиной волны 662 нм через стерильный 0,1% раствор метиленового синего в непрерывном режиме в пяти (три контрольных, два опытных) вариантах. По окончании облучения биопленки на покровных стеклах фиксировали на предметном стекле с помощью бесцветного лака. Готовые препараты окрашивали раствором акридинового оранжевого, высушивали в темноте, просматривали с использованием микроскопа с люминесцентным модулем при увеличении ×100 в иммерсионной системе и фотографировали цифровой камерой. Проводили цифровую обработку полученных изображений с применением технологий 3D-моделирования при помощи программного комплекса ImageJ ver. 1.52a.

Результаты. Оценку воздействия фотоактивного препарата и лазерного излучения проводили в двух режимах — 450 и 1100 мВт. В первом случае отмечено частичное разрушение биопленок (41,9% изначальной структуры биопленки для S. aureus и 82,4% — для E. coli), во втором случае — воздействие в режиме 1100 мВт привело к полной деградации многослойной зрелой биопленки до единичных клеток, лишенных внеклеточного матрикса, то есть было разрушено 97,7% изначальной структуры биопленки для S. aureus и 96,5% — для E. coli.

Заключение. Впервые показана возможность фотодинамической инактивации уропатогенной биопленкообразующей микрофлоры с использованием препарата с фотохимическим эффектом — метиленового синего. Обнадеживающие результаты свидетельствуют, что комбинированное воздействие лазерного излучения и метиленового синего может быть использовано как альтернатива или дополнение к системной антибиотикотерапии в урологической практике.