Поиск оптимальных режимов фотодинамической инактивации Mycobacterium tuberculosis in vitro

Поиск оптимальных режимов фотодинамической инактивации  Mycobacterium  tuberculosis in vitro.

Бредихин Д.А.2, Никонов С.Д.1,2,  Чередниченко А.Г.1,2, Петренко Т.И.1, Мирзоев М.М.2

1ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт туберкулеза» МЗ РФ, г. Новосибирск.

2ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный Университет (НГУ)», г. Новосибирск.

Заболеваемость туберкулезом, вызываемым возбудителем с множественной и широкой лекарственной устойчивостью (МЛУ и ШЛУ) продолжает нарастать. Так, в Российской Федерации (РФ) заболеваемость туберкулезом с МЛУ  возросла с 4,0 в 2010 году до 5,6 на 100 тысяч населения в 2016 году, а доля больных с МЛУ возбудителя среди впервые выявленных больных с бациллярными формами туберкулеза органов дыхания (ТОД) увеличилась с 16,3% в 2012 г. до 25,7% в 2016 г. [5, 7]. Сложность лечения таких больных обусловлена низкой эффективностью химиотерапии, которая, по разным данным, не превышает  38,1—48,7% [9, 12], что приводит к хронизации туберкулезной инфекции и высокой летальности. Поэтому актуален поиск новых способов преодоления лекарственной устойчивости и повышения эффективности лечения больных туберкулезом с МЛУ и ШЛУ возбудителя.

Одним из таких способов может стать антимикробная фотодинамическая терапия (АФДТ) с применением фотосенсибилизаторов и лазерной энергии. Предпосылками для такого предположения явились результаты научных исследований, показавших особые свойства некоторых штаммов микобактерий туберкулеза продуцировать порфирины, являющиеся природными фотосенсибилизаторами, способными в присутствии кислорода генерировать летальные для возбудителя фототоксические реакции.[15] 

Антимикробная фотодинамическая инактивация (АФДИ) метиленовым синим (МС)  также оказалась эффективной в отношении многих патогенных микроорганизмов [6, 10]. В частности, на модели возбудителя туберкулеза в виде ципрофлофлаксацин-устойчивого штамма Mycobacterium smegatis удалось добиться фотоинактивации в присутствии метиленового синего [11]. Несмотря на то, что имеются примеры успешной фотодинамической инактивации (ФДИ) микобактерий туберкулеза in vitro с препаратами, содержащими хлорин е6  [2, 3, 14, 16], фотодинамическая инактивация МБТ с фенотиазиновым производным метиленовым синим не изучалась, поэтому данных об антимикобактериальной концентрации этого фотосенсибилизатора и оптимального режима дозирования световой энергии для успешной  фотодинамической инактивации (ФДИ) МБТ нет.

Цель исследования. 

Исследовать бактерицидные эффекты лазерного излучения 662 нм и раствора метиленового синего (МС) в предельно минимальной концентрации 1 мкг/мл in vitro по отношению к M. tuberculosis H37Rv в зависимости от активирующей дозы световой энергии.

Материалы и методы.

Объект исследования: музейный штамм M. tuberculosis H37Rv.

С помощью стандартного метода нефелометрии (Sensititre Nephelometer (TREK Diagnostic Systems), Великобритания) приготовили 2  образца суспензии M. tuberculosis H37Rv с бактериальным числом 3х107 микробных тел/мл: опытный образец подвергался фотосенсибилизации МС, а второй образец использовали в качестве контроля эффектов лазерного воздействия без МС.

Опытный образец микобактериальной суспензии фотосенсибилизировали путем 20-минутной инкубации с  препаратом  метиленовый синий  в дозе 1 мкг/мл. Метиленовый синий  используется в медицине в качестве антисептического средства, и обладает  фотосенсибилизирующими свойствами и широко применяется для антимикробной фотодинамической терапии. МС имеет три полосы поглощения световой энергии: две в УФ-области с максимумами при 245 и 295 нм, и в видимой области при 660 нм. Контрольный образец микобактериальной суспензии не фотосенсибилизировался. Оба образца суспензии МБТ разделили на 19 проб объемом по 0,2 мл.