Terapia Fotodinámica a partir de ALA combinada con irradiación laser infrarrojo, en la eliminación de biopelículas de Staphylococcus aureus

TOMÁS S, CALVO G, CÉSPEDES M, SÁENZ D, DI VENOSA G, CASAS A, MAMONE L.

virtual

Congreso; V Reunión GRAFOB 2020; 2020

Grupo Argentino de Fotobiología

La Terapia Fotodinámica Antibacteriana (TFDA) combina un fotosensibilizante con luz visible dando lugar a reacciones radicalarias que provocan la inactivación de microorganismos [1]. Por otra parte, la Terapia Fototérmica (TFT) emplea luz infrarroja cercana que conduce a la liberación de energía en forma de calor produciendo excitación de las moléculas de agua o de cromóforos internos [2]. El ácido 5-aminolevulínico (ALA) es un precursor de la síntesis endógena de porfirinas. Luego de ser incorporado a las bacterias se produce acumulación de porfirinas, algunas de las cuales tienen la capacidad de actuar como fotosensibilizantes en la TFDA. El objetivo de este trabajo fue combinar la TFDA con la TFT, con el fin de aumentar la inactivación bacteriana. Para ellos se emplearonn biopelículas de Staphylococcus aureus, la viabilidad se determinó por cuantificación de UFC/ml y el tipo de porfirinas sintetizadas a partir de ALA, mediante fluorometría. En primer lugar, se evaluó la respuesta a la TFDA enbiopelículas crecidas sobre placas de poliestireno, incubadas con ALA (0,5?2 mM) eirradiadas con una fuente de luzno coherente (arreglo de 2 lámparas halógenas de cuarzo, 500 W, GE). No se observó daño sobre los microorganismos (ALA 2 mM,58 J/cm2).Sin embargo, al emplear un láser de 635 nm (Lumiia, Argentina), 96 J/cm2 indujeron una reducción deviabilidad de un orden de magnitud.En todos los casos, la porfirina mayoritaria fue Coproporfirina. Por otra parte, se midieron los efectos de la TFT sobre la temperatura del medio de cultivo y la viabilidad de las biopelículas al irradiar con láser de 980 nm (Lumiia, Argentina). Se seleccionaron las condiciones deTFT que no elevaron la temperatura final del medio por sobre los 35⁰C. En estas condiciones, la viabilidad respecto al control se redujo un 46%, empleando el modo de emisión continuo (30W, 30 seg), y un 8% con el modo pulsado (30W, 150 seg, Hz) . Finalmente, se combinó TFT y TFDA, irradiando con el láser de 980 nm las biopelículas incubadas con ALA, y exponiéndolas luego a las 2 fuentes de luz mencionadas. Bajo estas condiciones, el tratamiento previo con el láser de 980 nm, incrementó en un orden de magnitud el efecto bactericida de la TFDA inducido por el láser de 635 nm (reducción total de 2 órdenes), y permitió a la TFDA llevada a cabo con los focos halógenos, reducir un orden de magnitud la viabilidad de las biopelículas. Al crecer biopeliculas de S. aureus sobre superficies de titanio similares a las utilizadas en implantes odontológicos y evaluar la combinacion de TFT y ALA-TFDA, empleando el sistema de focos halógenos, se alcanzó reducir su viabilidad hasta 3 órdenes de magnitud. Estos resultados, permiten proponer el tratamiento combinado de TFT y TFDA como estrategia para la foto- eliminación de biopelículas, particularmente en el tratamiento de infecciones de implantes odontológicos. Referencias 1. Amos-Tautua B, Songca S, Oluwafemi O. Application of Porphyrins in Antibacterial Photodynamic Therapy. Molecules (2019) 2. Ibelli T, Templeton S, Levi-Polyachenko N. Progress on utilizing hyperthermia for mitigating bacterial infections. International Journal of Hyperthermia (2018).