Оценка антиинфекционной активности комплекса на основе квантовых точек InP/ZnSe/ZnS 660 и тобрамицина в отношении синегнойной инфекции роговицы. Экспериментальное исследование

Микробные кератиты (МК) представляют собой гомогенную группу заболеваний, сопровождающихся потерей роговичного эпителия, стромальной лейкоцитарной инфильтрацией и/или деструктивным распадом тканей, возникающих при нарушении защитных механизмов глазной поверхности и требующих проведения незамедлительного комплекса лечебных мероприятий, включающих в себя прежде всего массивную этиотропную терапию, которая представлена, как правило, антибиотиками (АБ) широкого спектра действия и противовоспалительными препаратами. Одним из наиболее угрожающих возбудителей МК является P. Aeruginosa (PA) (синегнойная палочка). Множественная лекарственная устойчивость, высочайшая патогенность, многочисленные факторы вирулентности РА диктуют необходимость поиска новых высокоэффективных методов борьбы с МК, в этиологической структуре которых доминирует РА. Наиболее перспективным направлением в данной области является использование искусственных флуорофоров, в частности квантовых точек (КТ).
Задачей данного исследования явилась оценка антиинфекционной активности комплекса на основе квантовых точек InP/ZnSe/ZnS 650 и тобрамицина в отношении синегнойной инфекции роговицы. В качестве объекта исследования служили лабораторные новозеландские кролики (№ 6) — 2 женские особи, 4 мужские, которым производили индукцию бактериального кератита путем введения внутрибольничного штамма P. Aeruginosa в структуры роговицы. В качестве противомикробных средств были использованы раствор тобрамицина 5 мл для эпибульбарного применения и биоконъюгат на основе КТ InP/ZnSe/ZnS 650 и тобрамицина. Кролики 1-й группы после манифестации клинической картины микробного кератита получали инстилляции капель тобрамицина в конъюнктивальный мешок каждые 2 часа на протяжении 3 дней с полным отсутствием положительной клинической динамики и последующим переходом с 4-го дня, с целью анатомической сохранности глазного яблока, на инстилляции комплекса КТ InP/ZnSe/ZnS 650 + тобрамицин. Кролики 2-й группы получали инстилляции комплекса КТ + тобрамицин и демонстрировали положительную динамику в отношении обратного развития симптомов со 2-го дня терапии. В качестве методов динамического наблюдения использовали фоторегистрацию переднего отрезка с окрашиванием флуоресцеином и оптическую когерентную томографию переднего отрезка глаза.Клинический эксперимент продемонстрировал высочайшую эффективность комплекса КТ InP/ZnSe/ZnS 650 + тобрамицин в отношении резистентной к монотерапии тобрамицином штамма синегнойной палочки.

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

2. Goldberg J.B., Hancock R.E.W, Parales R.E., Loper J., and Cornelis P. Pseudomonas 2007. J Bacteriol. 2008;190(8):2649–2662. DOI: 10.1128/JB.01950-07

3. Mandell, Douglas, and Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases, 219, 2686 2699.e3 https://www.jseptic.com/journal/JC220823.pdf

4. Khersonsky O., Tawfik D.S. 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 Mar 18;22(6):3128. DOI: 10.3390/ijms22063128.

6. Driscoll J.A., Brody S.L., Kollef M.H. The epidemiology, pathogenesis and treatment of Pseudomonas aeruginosa infections. Drugs. 2007;67(3):351–368. DOI: 10.2165/00003495-200767030-00003

7. 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.1701776

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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: 10.3389/fchem.2018.00046

12. 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. DOI: 10.18008/1816-5095-2021-3-476-487

13. 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. DOI: 10.18008/1816-5095-2021-4-876-884

14. Savchenko S.S., Vokhmintsev A.S., Weinstein I.A. 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