Экспериментальное лечение эндофтальмита, вызванного синегнойной инфекцией с множественной лекарственной устойчивостью, с помощью конъюгатов на основе наночастиц

Авторы

  • В.О. Пономарев Екатеринбургский центр МНТК «Микрохирургия глаза», Екатеринбург
  • В.Н. Казайкин Екатеринбургский центр МНТК «Микрохирургия глаза», Екатеринбург
  • К.А. Ткаченко Екатеринбургский центр МНТК «Микрохирургия глаза», Екатеринбург
  • В.Л. Тимофеев Екатеринбургский центр МНТК «Микрохирургия глаза», Екатеринбург
  • А.Г. Дудоров Уральское производственное предприятие «Вектор», Екатеринбург

Ключевые слова:

Pseudomonas Aeruginosa, квантовые точки, эндофтальмит, множественная лекарственная устойчивость, антибиотикорезистентность, конъюгаты

Аннотация

Актуальность. Pseudomonas Aeruginosa (PA) – крайне опасный микроорганизм, чья элиминация из организма-носителя представляет большие трудности ввиду наличия у PA факторов множественной лекарственной устойчивости (МЛУ). Исходом перенесенного эндофтальмита (ЭФ), опосредованного РА, в 50% случаев будет эвисцерация глазного яблока, а из оставшихся 50% – более 95% пациентов получают остроту зрения – движения рук у лица и ниже. В этой связи особую актуальность приобретают исследования квантовых точек (КТ), которые показали высокую антиинфекционную активность в лабораторных условиях. Цель. Оценка эффективности лечения ЭФ, вызванного PA с МЛУ, с помощью конъюгатов на основе КТ в эксперименте.
Материал и методы. В качестве объекта исследования использовались лабораторные кролики породы шиншилла (n=27), мужского пола, в возрасте от 3,0 до 3,5 месяца. В качестве индуктора ЭФ всем лабораторным животным в правый глаз было выполнено интравитреальное введение (ИВВ) мультирезистентного штамма РА в объеме 0,05 мл. В качестве основы для создания конъюгатов с антибиотиками (АБ) брались КТ типа Ag(10%):InP/ZnS MPA. После манифестации ЭФ животным производилось ИВВ лекарственных форм в соответствии с распределением по следующим подгруппам, по 3 кролика в каждой. Подгруппы 1–3 – ИВВ 2,25 мг/0,1 мл Цефтазидима. Подгруппы 4–6 – ИВВ 0,1 мл раствора КТ в концентрациях 10%, 0,1%, 0,01% соответственно. Подгруппы 7–9 – ИВВ раствора КТ 0,05 мл (в концентрациях 10%, 0,1%, 0,01% соответственно) в сочетании 2,25 мг/0,05 мл Цефтазидима (конъюгаты). Оценка эффективности осуществлялась на основании клинических параметров: динамика резорбции гипопиона, наличие воспалительных клеток в передней камере, динамика регресса патологической взвеси в витреальной полости, динамика инволюции патологической неоваскуляризации радужной оболочки, динамика состояния роговицы.
Результаты. Кролики из подгрупп 1–3 (1-я группа) характеризовались наименьшей динамикой в отношении обратного развития симптомов на протяжении 7-дневного периода наблюдения. Кролики из подгрупп 4–6 (2-я группа) характеризовались умеренной положительной динамикой в отношении обратного развития симптомов. Кролики из подгрупп 7–9 (3-я группа) характеризовались наилучшей положительной динамикой в отношении обратного развития симптомов.
Заключение. В ходе эксперимента доказана эффективность лечения экспериментального антибиотикорезистентного ЭФ, вызванного штаммом РА с МЛУ посредством КТ Ag(10%):InP/ZnS MPA в концентрациях 10%, 0,1% и 0,01%, особенно в сочетании с 2,25 мг/0,05 мл Цефтазидима в качестве конъюгата. На основании полученных результатов можно предположить, что активное исследование и использование КТ в качестве конъюгатов с современными АБ могут решить совокупную задачу по борьбе со шт аммами с МЛУ.

Библиографические ссылки

1. Tacconelli E, Carrara E, Savoldi A, Harbarth S, Mendelson M, Monnet DL, Pulcini C, Kahlmeter G, Kluytmans J, Carmeli Y, Ouellette M, Outterson K, Patel J, Cavaleri M, Cox EM, Houchens CR, Grayson ML, Hansen P, Singh N, Theuretzbacher U, Magrini N; WHO Pathogens Priority List Working Group. Discovery, research, and development of new antibiotics: the WHO priority list of antibiotic-resistant bacteria and tuberculosis. Lancet Infect Dis. 2018;18(3): 318–327. doi: 10.1016/S1473-3099(17)30753-3

2. Pang Z, Raudonis R, Glick BR, Lin TJ, Cheng Z. Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa: mechanisms and alternative therapeutic strategies. Biotechnol Adv. 2019;37(1): 177–192. doi: 10.1016/j. biotechadv.2018.11.013

3. Demarco, B, Chen, KW, Broz, P. Cross talk between intracellular pathogens and cell death. Immunol Rev. 2020;297: 174–193. doi:10.1111/ imr.12892

4. Khersonsky O, Tawfik DS. Comprehensive natural products II. Enzyme promiscuity – evolutionary and mechanistic aspects. 2010;8: 47–88. doi: 10.1016/B978-008045382-8.00155-6

5. Jurado-Martín I, Sainz-Mejías M, McClean S. Pseudomonas aeruginosa: An audacious pathogen with an adaptable arsenal of virulence factors. Int J Mol Sci. 2021;22(6): 3128. doi: 10.3390/ijms22063128

6. Stevenson LJ, Dawkins RCH, Sheorey H, McGuinness MB, Hurley AH, Allen PJ. Gram-negative endophthalmitis: A prospective study examining the microbiology, clinical associations and visual outcomes following infection. Clin Exp Ophthalmol. 2020;48(6): 813–820. doi: 10.1111/ ceo.13768

7. Duan F, Wu K, Liao J, Zheng Y, Yuan Z, Tan J, Lin X. Causative microorganisms of infectious endophthalmitis: A 5-year retrospective study. J Ophthalmol. 2016;2016: 6764192. doi: 10.1155/2016/6764192

8. Dave TV, Dave VP, Sharma S, Karolia R, Joseph J, Pathengay A, Pappuru RR, Das T. Infectious endophthalmitis leading to evisceration: spectrum of bacterial and fungal pathogens and antibacterial susceptibility profile. J Ophthalmic Inflamm Infect. 2019 May 16;9(1):9. doi: 10.1186/s12348-019-0174-y

9. Eifrig CW, Scott IU, Flynn HW Jr, Miller D. Endophthalmitis caused by Pseudomonas aeruginosa. Ophthalmology. 2003;110(9): 1714–1717. doi: 10.1016/S0161-6420(03)00572-4

10. de Bentzmann S, Plésiat P. The Pseudomonas aeruginosa opportunistic pathogen and human infections. Environ Microbiol. 2011;13(7):1655 1665. doi: 10.1111/j.1462-2920.2011.02469.x

11. Falavarjani KG, Alemzadeh SA, Habibi A, Hadavandkhani A, Askari S, Pourhabibi A. Pseudomonas aeruginosa Endophthalmitis: Clinical outcomes and antibiotic susceptibilities. Ocul Immunol Inflamm. 2017;25(3): 377–381. doi: 10.3109/09273948.2015.1132740

12. Lin J, Huang S, Liu M, Lin L, Gu J, Duan F. Endophthalmitis caused by Pseudomonas aeruginosa: clinical characteristics, outcomes, and antibiotics sensitivities. J Ophthalmol. 2022;2022: 1265556. doi: 10.1155/2022/1265556

13. Пономарев В.О., Казайкин В.Н., Лизунов А.В., Вохминцев А.С., Вайнштейн И.А., Дежуров С.В. Оценка офтальмотоксического воздействия квантовых точек и биоконъюгатов на их основе в аспекте перспектив лечения резистентных эндофтальмитов. Экспериментальное исследование (1-й этап). Офтальмология. 2021;18(3): 476–487. [Ponomarev VO, Kazaikin VN, Lizunov AV, Vokhmintsev AS, Vainshtein IA, Dezhurov SV. Evaluation of the ophthalmotoxic effect of quantum dots and bioconjugates based on them in terms of prospects for the treatment of resistant endophthalmitis. Experimental study (1st stage). Ophthalmology in Russia. 2021;18(3): 476–487. (In Russ.)] doi: 10.18008/1816-5095-2021-3-476-487

14. Пономарев В.О., Казайкин В.Н., Лизунов А.В., Вохминцев А.С., Вайнштейн И.А., Дежуров С.В., Марышева В.В. Оценка офтальмотоксического воздействия квантовых точек InP/ZnSe/ZnS 660 и биоконъюгатов на их основе в аспекте перспектив лечения резистентных эндофтальмитов. Экспериментальное исследование. Часть 2 (1-й этап). Офтальмология. 2021;18(4): 876–884. [Ponomarev VO, Kazaikin VN, Lizunov AV, Vokhmintsev AS, Vainshtein IA, Dezhurov SV, Marysheva VV. Evaluation of the ophthalmotoxic effect of InP/ZnSe/ ZnS 660 quantum dots and bioconjugates based on them in terms of prospects for the treatment of resistant endophthalmitis. Experimental study. Part 2 (1st stage). Ophthalmology in Russia. 2021;18(4): 876–884.] doi: 10.18008/1816-5095-2021-4-876-884

15. Пономарев В.О., Казайкин В.Н., Лизунов А.В., Вохминцев А.С., Вайнштейн И.А., Розанова С.М., Кырф М.В. Лабораторный анализ антиинфекционной активности квантовых точек и биоконъюгатов на их основе в аспекте перспектив лечения воспалительных заболеваний глаза. Экспериментальное исследование (часть 3). Офтальмология. 2022;19(1): 188–194. [Ponomarev VO, Kazaikin VN, Lizunov AV, Vokhmintsev AS, Vainshtein IA, Rozanova SM, Kyrf MV. Laboratory analysis of the anti-infectious activity of quantum dots and bioconjugates based on them in terms of prospects for the treatment of inflammatory eye diseases. Experimental study (part 3). Ophthalmology in Russia. 2022;19(1): 188–194.] doi: 10.18008/1816-5095-2022-1-188-194

16. Пономарев В.О., Казайкин В.Н., Лизунов А.В., Розанова С.М., Кырф М.В., Ткаченко К.А.. Лабораторный анализ антиинфекционной активности квантовых точек и биоконъюгатов на их основе в отношении потенциальной глазной синегнойной инфекции. Экспериментальное исследование (часть 4). Офтальмология. 2022;19(2): 429–433. [Ponomarev VO, Kazaykin VN, Lizunov AV, Rozanova CM, Kirf MV, Tkachenko KA. Laboratory analysis of the antiinfectious activity of quantum dots and bioconjugates based on Them against a potential eye Pseudomonas Aeruginosa infection. Experimental Research (Part 4). Ophthalmology in Russia. 2022;19(2): 429–433]. doi: 10.18008/1816-5095-2022-2-429-433

17. Courtney CM, Goodman SM, Nagy TA, Levy M, Bhusal P, Madinger NE, Detweiler CS, Nagpal P, Chatterjee A. Potentiating antibiotics in drugresistant clinical isolates via stimuli-activated superoxide generation. Sci Adv. 2017;3(10): e1701776. doi: 10.1126/sciadv.1701776

18. Courtney CM, Goodman SM, McDaniel JA, Madinger NE, Chatterjee A, Nagpal P. Photoexcited quantum dots for killing multidrugresistant bacteria. Nat Mater. 2016;15(5): 529–534. doi: 10.1038/nmat4542

19. Goodman SM, Levy M, Li FF, Ding Y, Courtney CM, Chowdhury PP, Erbse A, Chatterjee A, Nagpal P. Designing superoxide-generating quantum dots for selective light-activated nanotherapy. Front Chem. 2018;6: 46. doi: 10.3389/fchem.2018.00046.

20. Savchenko SS, Vokhmintsev AS, Weinstein IA. Activation energy distribution in thermal quenching of exciton and defect-related photoluminescence of InP/ZnS quantum dots. J Lumin. 2022;242: 118550. doi: 10.1016/j.jlumin.2021.118550

Загрузки

Опубликован

2023-10-27

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)