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)

Проблема химио/антибиотикорезистентности в современной медицине остается актуальной. Чувствительность микроорганизмов (МО) определяет спектр используемых препаратов, что в итоге влияет на эффективность лечения и прогноз для пациента. Однако с учетом процесса адаптации отдельных штаммов МО бесконтрольное использование антибиотиков неминуемо приводит к поддерживанию так называемого кризиса антибиотикорезистентности во всем мире, а также формированию порочного круга, снижающего функциональные и анатомические исходы лечения любых воспалительных заболеваний, офтальмологических в том числе. В данной статье представлен процесс экспериментального создания и паспортизации, оценки физико-химических свойств квантовых точек, а также биологических наноконъюгатов в качестве варианта преодоления антибиотикорезистентности отдельных штаммов микроорганизмов при лечении инфекционно-воспалительной патологии в офтальмологии, в частности эндофтальмита. На животной модели также продемонстрирована безопасность использования растворов квантовых точек InP/ZnSe/ZnS 660 при интравитреальном введении в чистом виде и при совместном использовании с антибиотиками.

1. Barry P., Cordoves L., Gardner S. ESCRS Guidelines for Prevention and Treatment of Endopthalmitis Following Cataract Surgery. Co Dublin: Temple House, Temple Road, Blackrock. 2013:1–22.

2. Read A.F., Woods R.J. Antibiotic resistance management. Evol. Med. Public Health. 2014;14(1):147. DOI: 10.1093/emph/eou024

3. Bartlett J.G., Gilbert D.N., Spellberg B. Seven ways to preserve the miracle of antibiotics. Clin. Infect. Dis. 2013;56(10):1445–1450. DOI: 10.1093/cid / cit070

4. No authors listed. The antibiotic alarm. Nature. 2013;495(7440):14. DOI: 10.1038/495141a

5. Viswanathan V.K. Off-label abuse of antibiotics by bacteria. Gut. Microbes. 2014;5(1):3–4. DOI: 10.4161 / gmic.28027

6. Luyt C.E., Brechot N., Trouillet J.L., Chastre J. Antibiotic stewardship in the intensive care unit. Crit. Care. 2014;18(5):480. DOI: 10.1186/s13054-014-0480-6

7. Grzybowski A., Brona P., Kim S.J. Microbial flora and resistance in ophthalmology: a review. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2017;255(5):851–862. DOI: 10.1007/ s00417-017-3608-y

8. Miller D. Update on the Epidemiology and Antibiotic Resistance of Ocular Infections. Middle East Afr. J. Ophthalmol. 2017;24(1):30–42. DOI: 10.4103/meajo.MEAJO_276_16

9. Michael C.A., Dominey-Howes D., Labbate M. The antibiotic resistance crisis: causes, consequences, and management. Front Public Health. 2014;2:145. DOI: 10.3389/fpubh.2014.00145

10. Piddock L.J. The crisis of no new antibiotics—what is the way forward? Lancet Infect Dis. 2012;12(3):249–253. DOI: 10.1016/S1473-3099(11)70316-4

11. Lushniak B.D. Antibiotic resistance: a public health crisis. Public Health Rep. 2014;129(4):314–316. DOI: 10.1177/003335491412900402

12. Hillier R.J., Arjmand P., Rebick G. Post-traumatic vancomycin-resistant enterococcal endophthalmitis. J. Ophthalmic Inflamm. Infect. 2013;3:42. DOI: 10.1186/18695760-3-42

13. Sharma S., Desai R.U., Pass A.B. Vancomycin-Resistant Enterococcal Endophthalmitis. Arch. Ophthalmol. 2010;128(6):794–795. DOI: 10.1001/archophthalmol.2010.77

14. Kansal V., Rahimy E., Garg S. Endogenous methicillin-resistant Staphylococcus aureus endophthalmitis secondary to axillary phlegmon: a case report. Can. J. Ophthalmol. 2017;52 (3):97–99. DOI: 10.1016/j.jcjo.2016.11.016

15. Relhan N., Pathengay A., Schwartz S.G., Flynn H.W. Jr. Emerging Worldwide Antimicrobial Resistance, Antibiotic Stewardship and Alternative Intravitreal Agents for the Treatment of Endophthalmitis. Retina. 2017;37(5):811–818. DOI: 10.1097/ IAE.0000000000001603

16. Галанов А.И. Разработка магнитоуправляемой системы для доставки химиопрепаратов на основе наноразмерных частиц железа. Сибирский онкологический журнал. 2008;3(27):50–57.

17. Хлебцов Н.Г. Оптика и биофотоника наночастиц с плазмонным резонансом. Квантовая электроника. 2008;38(6):504–529.

18. Хлебцов Н.Г., Дыкман Л.А. Биораспределение и токсичность золотых наночастиц. Российские нанотехнологии. Обзоры. 2011;6(1–2):39–59.

19. Андрусишина И.Н. Наночастицы металлов: способы получения, физикохимические свойства, методы исследования и оценка токсичности. Сучаснi проблеми токсикологii. 2011;3:5–14.

20. Akchurin G.G. Jr., Akchurin G. G., Bogatyrev V. A., Maksimova I. L. ear-infrared laser photothcrmal therapy and photodynamicinactivation of cells by using gold nanoparticles and dyes Proc. SPIE. 2007;6645(66451U):12.

21. Олейников В.А., Суханова А.В., Набиев И.Р. Флуоресцентные полупроводниковые нанокристаллы в биологии и медицине. Российские нанотехнологии. 2007;2(1–2):160–173.

22. Зырянов Г.В. Визуальное и электрохимическое обнаружение нитросодержащих взрывчатых веществ: монография. Екатеринбург: УрФУ, 2011. 85 c

23. Климов В.В. Наноплазмоника. 2-е изд., испр. М.: Физматлит, 2010. 480 c.

24. Courtney C.M., Goodman S.M., Nagy T.A., Levy M., Bhusal P., Madinger N.E., Corrella S Detweiler. Potentiating antibiotics in drug-resistant clinical isolates via stimuli-activated superoxide generation. Sci. Adv. 2017;3(10):1–10. DOI: 10.1126/ sciadv.170177

25. Courtney C.M., Goodman S.M., McDaniel J.A., Madinger N.E., Chatterjee A., Nagpal P. Photoexcited quantum dots for killing multidrug-resistant bacteria. Nat. Mater. 2016;15:529–534. DOI: 10.1038/nmat4542

26. 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 этап). Офтальмология. 2021;18(3):476–487. DOI: 10.18008/1816-5095-2021-3-476-487

27. Jo J.H., Jo D.Y., Lee S.H. InP-Based Quantum Dots Having an InP Core, Composition-Gradient ZnSeS Inner Shell, and ZnS Outer Shell with Sharp, Bright Emissivity, and Blue Absorptivity for Display Devices. ACS Applied Nano Material. 2020;3(2):1972–1980. DOI: 10.1021/acsanm.0c00008

28. Savchenko S.S., Weinstein I.A. Inhomogeneous Broadening of the Exciton Band in Optical Absorption Spectra of InP/ZnS Nanocrystals/ Nanomaterials. 2019;9(5):716. DOI: 10.3390/nano9050716

29. Savchenko S.S., Vokhmintsev A.S., Weinstein I.A. Temperature-induced shift of the exciton absorption band in InP/ZnS quantum dots. Opt. Mater. Express. 2017;7(2):354. DOI: 10.1364/OME.7.000354

30. Savchenko S.S., Vokhmintsev A.S., Weinstein I.A. Optical properties of InP/ZnS quantum dots deposited into nanoporous anodic alumina. J. Phys. Conf. Ser. 2016;741(1):012151. DOI: 10.1088/1742-6596/741/1/012151

31. Savchenko S.S., Vokhmintsev A.S., Weinstein I.A. Exciton–Phonon Interactions and Temperature Behavior of Optical Spectra in Core/Shell InP/ZnS Quantum Dots. Core/Shell Quantum Dots. Ed. Tong X., Wang Z.M. Springer, 2020. P. 165– 196. DOI: 10.1007/978-3-030-46596-4_5