腸球菌フェカリスに対するメチレンブルー、クロリン-e6及びクルクミン媒介光力学療法に及ぼす光強度及び照射モードの影響

Influence of light intensity and irradiation mode on Methylene blue, Chlorin-e6 and Curcumin-Mediated Photodynamic Therapy against Enterococcus faecalis.

• Laís Simões Sampaio
• Sarah Raquel de Annunzio
• Laura Marise de Freitas
• Lívia Oliveira Dantas
• Leonardo de Boni
• Maria Carolina Donatoni
• Kleber Thiago de Oliveira
• Carla Raquel Fontana

抄録

本研究では、メチレンブルー（MB）、クロリン-e6（Ce6）およびクルクミン（CUR）を光増感剤（PS）として用い、450nmおよび660nmを中心とした発光波長の発光ダイオード（LED）を用いて、同じ光量を維持した低強度の連続照射（連続モード）および高強度の分割照射（分割モード）のE. faecalisのプランクトン相に対する効果を評価した。細胞生存率は1 mLあたりのコロニー形成数（CFU/mL）で評価し、活性種の定量は蛍光で行い、異なる時間帯の光増感剤の吸光度を測定して光分解率を評価した。その結果、MB媒介PDTはいずれの照射モードでも全微生物負荷低減に効率的であったが、フラクショナルモードではより低い光量での照射が可能であることが明らかになった。Ce6を用いた場合、フラクショナル光を用いた場合には全細菌負荷低減が観察されたが、同じ光量では連続照射モードでは低減は見られなかった。連続照射モードではCURを介在させたPDTは全微生物負荷の低減を促進した。しかし、フラクショナルモードでは、E. faecalis細胞の生存率を完全に低下させるためには、より高濃度のCURが必要であった。これらの結果から、PDTに対する生物学的反応は照射モードや光増感剤によって変化することが示唆された。したがって、これらの研究は、PDTの臨床プロトコールを開発する際には、照射モード、照射強度及び特定のPSを考慮に入れるべきであることを示している。

This study aimed to evaluate the effect of the continuous irradiation with low intensity (continuous mode) and fractioned irradiation with high intensity (fractionated mode), keeping the same dose of light by using Light Emitting Diode (LEDs) with wavelength emission centered at 450 and at 660 nm, using methylene blue (MB), chlorin-e6 (Ce6) and curcumin (CUR) as photosensitizers (PSs) against planktonic phase of E. faecalis. Cell viability was assessed by counting colonies forming per mL (CFU/mL), and the quantification of reactive species was performed by fluorescence with the photodegradation rate evaluated by measurements of absorbance of PSs at different times. The results revealed that MB-mediated PDT was efficient to achieve total microbial load reduction in both irradiation modes, but in fractional mode it was possible to use a lower light dose. Using Ce6, a total bacterial reduction was observed when fractional light was used, but at the same light dose, there was no reduction in the continuous irradiation mode. CUR-mediated PDT under continuous irradiation mode promoted the total microbial load reduction. However, for fractional mode, a higher concentration of CUR was required to completely reduce E. faecalis cell viability. Our results suggest that the biological response to PDT is variable depending on the irradiation mode and on the photosensitizer. Therefore, these studies indicate that the irradiation mode, intensity and the specific PSs should be taken into account for the development of clinical protocols for PDT.

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