Лабораторный анализ антиинфекционной активности квантовых точек и биоконъюгатов на их основе в аспекте перспектив лечения воспалительных заболеваний глаза. Экспериментальное исследование (часть 3)

В данной статье представлена третья часть экспериментального исследования о перспективах и возможностях применения квантовых точек и созданных на их основе биоконъюгатов в лечении воспалительных заболеваний глаза. С учетом полученных ранее результатов о возможности «безопасного» применения CdTe/Cd и InP/ZnSe/ZnS квантовых точек на животной модели в условиях интравитреального введения целью текущего этапа явился анализ противомикробной активности в условиях бактериологической лаборатории.

Материалы и методы. В качестве квантовых точек (КТ) были взяты два вида искусственных флуорофоров, способных к генерации супероксидных радикалов, синтезированных по специальному техническому заданию в ФГУП «НИИ прикладной акустики» (г. Дубна Московской области): тип 1 — коллоидный раствор КТ CdTe/Cd MPA 710 10 % масс; 2-й тип — коллоидный раствор КТ InP/ZnSe/ZnS 650 10 % масс. В исследование были включены «музейные» и внутрибольничные штаммы микроорганизмов, а активность точек оценивали с помощью диско-диффузионного метода с последующим анализом зон задержки роста бактерий. Тестировались концентрации 0,1, 0,01 и 0,001 % квантовых точек, а также растворы биоконъюгатов (антибиотик + квантовые точки) Ванкомицина, Левофлоксацина, Цефтазидима и Цефотаксима.

Результаты. На основании полученных данных сделаны выводы, что квантовые точки способны сдерживать рост патогенных штаммов микроорганизмов, усиливая действие антибиотиков в отношении отдельных штаммов микроорганизмов как амбулаторных, так и госпитальных.

1. Sait Egrilmez S., Yildirim-Theveny S. Treatment-Resistant Bacterial Keratitis: Challenges and Solutions. Clin Ophthalmol. 2020;14:287–297. DOI: 10.2147/OPTH.S181997

2. Silvester A., Neal T., Czanner G. Adult bacterial conjunctivitis: resistance patterns over 12 years in patients attending a large primary eye care centre in the UK. BMJ Open Ophthalmol. 2017;1(1):e000006. DOI: 10.1136/bmjophth-2016-000006

3. Friling E., Montan P. Bacteriology and cefuroxime resistance in endophthalmitis following cataract surgery before and after the introduction of prophylactic intracameral cefuroxime: a retrospective single-centre study. J Hosp Infect. 2019 Jan;101(1):88–92. DOI: 10.1016/j.jhin.2018.02.005. Epub 2018 Feb 9.

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

5. 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

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

7. 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

8. 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

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

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

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

12. 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

13. Valko M., Leibfritz D., Moncol J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2007;39:44–84. DOI: 10.1016/j.biocel.2006.07.001

14. Imlay J.A. The molecular mechanisms and physiological consequences of oxidative stress: lessons from a model bacterium. Nat. Rev. Microbiol. 2013;11:443–454. DOI: 10.1038/nrmicro3032

15. Goodman M., Levy M. Fei-Fei L. Designing Superoxide-Generating Quantum Dots for Selective Light-Activated Nanotherapy. Front. Chem. 2018;46(6):1–12. DOI: https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00046

16. 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

17. 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. Часть 2 (1 этап). Офтальмология. 2021;18(4):876–884. DOI: 10.18008/1816-5095-2021-4-876-884