ローズベンガルを媒介とした多剤耐性の光不活化は抗菌ペプチドの存在下で増強される

Rose Bengal-Mediated Photoinactivation of Multidrug Resistant Is Enhanced in the Presence of Antimicrobial Peptides.

• Joanna Nakonieczna
• Katarzyna Wolnikowska
• Patrycja Ogonowska
• Damian Neubauer
• Agnieszka Bernat
• Wojciech Kamysz

抄録

医療や食品生産における抗生物質の乱用とその標的となる作用機序により、抗生物質耐性遺伝子の拡散率が増加していることが指摘されています。その結果、世界中で非効率的な治療成績や死亡率の上昇を招いています。 カルバペネム耐性）は、世界保健機関（ＷＨＯ）の優先病原体リストによると、トップ３の重要種の一つと考えられている。このことは、この細菌によって引き起こされる感染症に取り組むためには、新薬および／または治療法が必要であることを意味しています。このような背景から、従来の抗菌薬に対する耐性を克服する新しい/代替的なアプローチの探索が最も重要である。抗菌光力学的不活化（aPDI）と抗菌ペプチド（AMP）の使用は、多剤耐性菌による局所感染症を治療するための効率的な戦略である。本研究では、AMP（CAMELまたはpexiganan）の存在下および非存在下で細胞を光力学的に処理した。aPDIの条件は、光増感剤としてローズベンガル（RB）を1〜10μMの濃度で、その後514nm-LEDを23mW/cmの照度で照射した。処置後の細胞数の分析は、ＲＢ媒介のａＰＤＩとカチオン性ＡＭＰの複合作用により、生細胞の数が検出限界以下（＜１log CFU/ml）に減少したことを示している。これは、別々に適用されたＡＰＤＩまたはＡＭＰの後の減少または部分的な減少がなかったのと対照的であった。結果の統計的有意性を検定するためにStudents検定を適用した。注目すべきは，本研究で試験した35株の臨床分離株すべてに対して，多剤耐性株を含めて有効であることが証明されたことである。さらに、このような治療法は安全であり、ヒトケラチノサイトの成長動態に影響を及ぼさないことが示されました（77.3-97.64％の生存率は、研究した化合物またはその混合物の濃度に依存します）。

Due to the overuse of antibiotics in medicine and food production, and their targeted mechanism of action, an increasing rate in spreading of antibiotic resistance genes has been noticed. This results in inefficient therapy outcomes and higher mortality all over the world. (carbapenem-resistant) is considered one of the top three critical species according to the World Health Organization's priority pathogens list. This means that new drugs and/or treatments are needed to tackle infections caused by this bacterium. In this context search for new/alternative approaches that would overcome resistance to classical antimicrobials is of prime importance. The use of antimicrobial photodynamic inactivation (aPDI) and antimicrobial peptides (AMPs) is an efficient strategy to treat localized infections caused by multidrug-resistant . In this study, we have treated cells photodynamically in the presence and in the absence of AMP (CAMEL or pexiganan). The conditions for aPDI were as follows: rose bengal (RB) as a photosensitizing agent at 1-10 μM concentration, and subsequent irradiation with 514 nm-LED at 23 mW/cm irradiance. The analysis of cell number after the treatment has shown that the combined action of RB-mediated aPDI and cationic AMPs reduced the number of viable cells below the limit of detection (<1log CFU/ml). This was in contrast to no reduction or partial reduction after aPDI or AMP applied separately. Students -test was applied to test the statistical significance of the results. Noteworthy, our treatment proved to be effective against all 35 clinical isolates of tested within this study, including those characterized as multiresistant. Moreover, we demonstrated that such treatment is safe and does not violate the growth dynamics of human keratinocytes (77.3-97.64% survival depending on the concentration of the studied compounds or their mixtures).