اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات282
تعداد نشریات سازمان80
تعداد شماره‌ها3,196
تعداد مقالات35,423
تعداد مشاهده مقاله52,245,484
تعداد دریافت فایل اصل مقاله91,778,311
Kiyani, Forouhe, Ghandehari, Fereshte, Fatemi, Mahnoosh, Rezaee, Malahat, Ahadi, Ali-Mohammad. (1404). Antibacterial Photodynamic Therapy Using Zinc Phthalocyanine Against Multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa in Burn Infections. سامانه مدیریت نشریات علمی, 80(5), 1247-1258. doi: 10.32598/ARI.80.5.3485
Forouhe Kiyani; Fereshte Ghandehari; Mahnoosh Fatemi; Malahat Rezaee; Ali-Mohammad Ahadi. "Antibacterial Photodynamic Therapy Using Zinc Phthalocyanine Against Multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa in Burn Infections". سامانه مدیریت نشریات علمی, 80, 5, 1404, 1247-1258. doi: 10.32598/ARI.80.5.3485
Kiyani, Forouhe, Ghandehari, Fereshte, Fatemi, Mahnoosh, Rezaee, Malahat, Ahadi, Ali-Mohammad. (1404). 'Antibacterial Photodynamic Therapy Using Zinc Phthalocyanine Against Multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa in Burn Infections', سامانه مدیریت نشریات علمی, 80(5), pp. 1247-1258. doi: 10.32598/ARI.80.5.3485
Kiyani, Forouhe, Ghandehari, Fereshte, Fatemi, Mahnoosh, Rezaee, Malahat, Ahadi, Ali-Mohammad. Antibacterial Photodynamic Therapy Using Zinc Phthalocyanine Against Multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa in Burn Infections. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1404; 80(5): 1247-1258. doi: 10.32598/ARI.80.5.3485

Antibacterial Photodynamic Therapy Using Zinc Phthalocyanine Against Multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa in Burn Infections

Archives of Razi Institute
مقاله 19، دوره 80، شماره 5، آذر و دی 2025، صفحه 1247-1258    اصل مقاله (3.85 M)
نوع مقاله: Original Articles
شناسه دیجیتال (DOI): 10.32598/ARI.80.5.3485
نویسندگان
Forouhe Kiyani1؛ Fereshte Ghandehari* 1؛ Mahnoosh Fatemi2؛ Malahat Rezaee3؛ Ali-Mohammad Ahadi4
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.
کلیدواژه‌ها
Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT)؛ Nanoemulsion؛ Photosensitizers؛ Zinc petalocyanine
عنوان مقاله [English]
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
سایر فایل های مرتبط با مقاله
مراجع

References

  1. Spernovasilis N, Psichogiou M, Poulakou G. Skin manifestations of Pseudomonas aeruginosa infections. Curr Opin Infect Dis. 2021; 34(2):72-9. [DOI:10.1097/QCO.0000000000000717] [PMID]
  2. Yang T, Tan Y, Zhang W, Yang W, Luo J, Chen L, et al. Effects of ALA-PDT on the healing of mouse skin wounds infected with pseudomonas aeruginosa and its related mechanisms. Front Cell Dev Biol. 2020; 8:585132. [DOI:10.3389/fcell.2020.585132] [PMID]
  3. D'Arpa P, Karna SLR, Chen T, Leung KP. Pseudomonas aeruginosa transcriptome adaptations from colonization to biofilm infection of skin wounds. Sci Rep. 2021; 11(1):20632. [DOI:10.1038/s41598-021-00073-4] [PMID]
  4. Kranjec C, Morales Angeles D, Torrissen Mårli M, Fernández L, García P, Kjos M, et al. Staphylococcal Biofilms: Challenges and Novel Therapeutic Perspectives. Antibiotics (Basel). 2021; 10(2):131.[DOI:10.3390/antibiotics10020131] [PMID]
  5. Tsolakidis S, Freytag DL, Dovern E, Alharbi Z, Kim BS, Houschyar KS, et al. Infections in burn patients: A retrospective view over seven years. Medicina. 2022; 58(8):1066 [DOI:10.3390/medicina58081066] [PMID]
  6. Badran Z, Rahman B, De Bonfils P, Nun P, Coeffard V, Verron E. Antibacterial nanophotosensitizers in photodynamic therapy: An update. Drug Discov Today. 2023; 28(4):103493. [DOI:10.1016/j.drudis.2023.103493] [PMID]
  7. Sedeh SS, Fatemi M, Ghandehari F. Antimicrobial Photodynamic Therapy Using Zinc Phthalocyanine Nanoemulsion Against Infected Wounds in Diabetic Rats. Avicenna J Clin Microbiol Infect .2023; 10(3):120-5. [DOI:10.34172/ajcmi.3496]
  8. Bunin DA, Martynov AG, Gvozdev DA, Gorbunova YG. Phthalocyanine aggregates in the photodynamic therapy: dogmas, controversies, and future prospects. Biophys Rev. 2023; 15(5):983-98. [DOI:10.1007/s12551-023-01129-7] [PMID]
  9. Ömeroğlu İ, Durmuş M. Water-soluble phthalocyanine photosensitizers for photodynamic therapy. Turk J Chem. 2023; 47(5):837-63. [DOI:10.55730/1300-0527.3583] [PMID]
  10. Felifel NT, Sliem MA, Kamel Z, Bojarska J, Seadawy MG, Amin RM, et al. Antimicrobial photodynamic therapy against escherichia coli and staphylococcus aureus using nanoemulsion-encapsulated zinc phthalocyanine. Microorganisms. 2023; 11(5):1143. [DOI:10.3390/microorganisms11051143] [PMID]
  11. Gaur P, Hada V, Rath RS, Mohanty A, Singh P, Rukadikar A. Interpretation of antimicrobial susceptibility testing using European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) and Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) breakpoints: Analysis of agreement. Cureus. 2023; 15(3):e36977. [Link]
  12. Namasivayam SKR, Roy EA. Anti biofilm effect of medicinal plant extracts against clinical isolate of biofilm of Escherichia coli. Int J Pharm Pharm Sci. 2013; 5(2):486-9. [Link]
  13. Pavliuk B, Stechyshyn IR, Kramar S, Chubka MA, Hroshovyi T. Therapeutic efficacy of the developed gel “Xeliogel” on a burn wound model in rats. Pol Med J, 2020; XLVIII(287):331–4. [Link]
  14. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001; 25(4):402-8. [DOI:10.1006/meth.2001.1262] [PMID]
  15. Tanaka Y, Yamaguchi A, Fujikawa T, Sakuma K, Morita I, Ishii K. Expression of mRNA for specific fibroblast growth factors associates with that of the myogenic markers MyoD and proliferating cell nuclear antigen in regenerating and overloaded rat plantaris muscle. Acta Physiol (Oxf). 2008; 194(2):149-59. [DOI:10.1111/j.1748-1716.2008.01866.x] [PMID]
  16. Feng Y, Coradi Tonon C, Ashraf S, Hasan T. Photodynamic and antibiotic therapy in combination against bacterial infections: Efficacy, determinants, mechanisms, and future perspectives. Adv Drug Deliv Rev. 2021; 177:113941. [DOI:10.1016/j.addr.2021.113941] [PMID]
  17. Anju VT, Paramanantham P, Siddhardha B, Sruthil Lal SB, Sharan A, Alyousef AA, et al. Malachite green-conjugated multi-walled carbon nanotubes potentiate antimicrobial photodynamic inactivation of planktonic cells and biofilms of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. Int J Nanomedicine. 2019; 14:3861-3874. [DOI:10.2147/IJN.S202734] [PMID]
  18. Ribeiro IP, Pinto JG, Souza BMN, Miñán AG, Ferreira-Strixino J. Antimicrobial photodynamic therapy with curcumin on methicillin-resistant Staphylococcus aureus biofilm. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2022; 37:102729. [DOI:10.1016/j.pdpdt.2022.102729] [PMID]
  19. Shpichka A, Butnaru D, Bezrukov EA, Sukhanov RB, Atala A, Burdukovskii V, et al. Skin tissue regeneration for burn injury. Stem Cell Res Ther. 2019; 10(1):94. [DOI:10.1186/s13287-019-1203-3] [PMID]
  20. Shi Z, Yao C, Shui Y, Li S, Yan H. Research progress on the mechanism of angiogenesis in wound repair and regeneration. Front Physiol. 2023; 14:1284981. [DOI:10.3389/fphys.2023.1284981] [PMID]
  21. Lin Y, Chen Z, Liu Y, Wang J, Lv W, Peng R. Recent advances in nano-formulations for skin wound repair applications. Drug Des Devel Ther. 2022; 16:2707-28. [DOI:10.2147/DDDT.S375541] [PMID]
  22. Gu R, Fei S, Liu Z, Liu X, Fang X, Wu H, et al. Effects of photodynamic therapy in patients with infected skin ulcers: A meta-analysis. Int Wound J. 2024; 21(3):e14747. [DOI:10.1111/iwj.14747] [PMID]
  23. Tong A, Tong C, Fan J, Shen J, Yin C, Wu Z, et al. Prussian blue nano-enzyme-assisted photodynamic therapy effectively eradicates MRSA infection in diabetic mouse skin wounds. Biomater Sci. 2023; 11(18):6342-56. [DOI:10.1039/D3BM01039B] [PMID]
  24. Figueiredo-Godoi LMA, Garcia MT, Pinto JG, Ferreira-Strixino J, Faustino EG, Pedroso LLC, et a. Antimicrobial Photodynamic Therapy Mediated by Fotenticine and Methylene Blue on Planktonic Growth, Biofilms, and Burn Infections of Acinetobacter baumannii. Antibiotics (Basel). 2022; 11(5):619. [DOI:10.3390/antibiotics11050619] [PMID]
  25. Wink DA, Hines HB, Cheng RY, Switzer CH, Flores-Santana W, Vitek MP, et al. Nitric oxide and redox mechanisms in the immune response. J Leukoc Biol. 2011; 89(6):873-91.[DOI:10.1189/jlb.1010550] [PMID]
  26. Qiu X, Wu Y, Zhang D, Zhang H, Yu A, Li Z. Roles of oxidative stress and raftlin in wound healing under negative-pressure wound therapy. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2021; 14:1745-53. [DOI:10.2147/CCID.S334248] [PMID]
  27. Salih Ağırtaş M, Karataş C, Özdemir S. Synthesis of some metallophthalocyanines with dimethyl 5-(phenoxy)-isophthalate substituents and evaluation of their antioxidant-antibacterial activities. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc. 2015; 135:20-4. [DOI:10.1016/j.saa.2014.06.139] [PMID]
  28. Kalay Z, Cevher SC. Oxidant and antioxidant events during epidermal growth factor therapy to cutaneous wound healing in rats. Int Wound J. 2012; 9(4):362-71. [DOI:10.1111/j.1742-481X.2011.00895.x] [PMID]
  29. Alemdaroğlu C, Değim Z, Celebi N, Zor F, Oztürk S, Erdoğan D. An investigation on burn wound healing in rats with chitosan gel formulation containing epidermal growth factor. Burns. 2006; 32(3):319-27. [DOI:10.1016/j.burns.2005.10.015] [PMID]
  30. Güleç Peker EG, Coşkun Ş, Ebegil M, Acartürk F. Effect of exogenous epidermal growth factor (EGF) on nonenzymatic antioxidant capacities and MPO activity of wound tissue. Med Chem Res. 2010; 19:533-40. [DOI:10.1007/s00044-009-9210-z]
  31. Shanmugapriya K, Kim H, Kang HW. EGFR-conjugated hydrogel accelerates wound healing on ulcer-induced burn wounds by targeting collagen and inflammatory cells using photoimmunomodulatory inhibition. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2021; 118:111541. [DOI:10.1016/j.msec.2020.111541] [PMID]
  32. Mao Y, Ma J, Xia Y, Xie X. The overexpression of Epidermal Growth Factor (EGF) in HaCaT cells promotes the proliferation, migration, invasion and transdifferentiation to epidermal stem cell immunophenotyping of Adipose-Derived Stem Cells (ADSCs). Int J Stem Cells. 2020; 13(1):93-103.[DOI:10.15283/ijsc18146] [PMID]
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 418
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 338


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب