دورية أكاديمية

Conjugated polymer nanoparticles as sonosensitizers in sono-inactivation of a broad spectrum of pathogens.

التفاصيل البيبلوغرافية
العنوان: Conjugated polymer nanoparticles as sonosensitizers in sono-inactivation of a broad spectrum of pathogens.
المؤلفون: Martínez SR; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Departamento de Química. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Odella E; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Departamento de Química. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Ibarra LE; Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud (INBIAS), UNRC y CONICET, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Departamento de Biología Molecular, Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Sosa Lochedino A; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Departamento de Química. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Wendel AB; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Durantini AM; Departamento de Química. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud (IDAS), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Chesta CA; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Departamento de Química. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina. Electronic address: cchesta@exa.unrc.edu.ar., Palacios RE; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Departamento de Química. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, UNRC, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina. Electronic address: rpalacios@exa.unrc.edu.ar.
المصدر: Ultrasonics [Ultrasonics] 2024 Feb; Vol. 137, pp. 107180. Date of Electronic Publication: 2023 Oct 09.
نوع المنشور: Journal Article
اللغة: English
بيانات الدورية: Publisher: Elsevier Science Country of Publication: Netherlands NLM ID: 0050452 Publication Model: Print-Electronic Cited Medium: Internet ISSN: 1874-9968 (Electronic) Linking ISSN: 0041624X NLM ISO Abbreviation: Ultrasonics Subsets: MEDLINE
أسماء مطبوعة: Publication: 1995- : Amsterdam : Elsevier Science
Original Publication: London. Butterworth Scientific Ltd.,
مواضيع طبية MeSH: Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus*/physiology , Nanoparticles*, Animals ; Polymers/pharmacology ; Reproducibility of Results ; Reactive Oxygen Species
مستخلص: Sonodynamic inactivation (SDI) of pathogens has an important advantage when compared to optical excitation-based protocols due to the deeper penetration of ultrasound (US) excitation in biological media or animal tissue. Sonosensitizers (SS) are compounds or systems that upon US stimulation in the therapeutic window (frequency = 0.8-3 MHz and intensity < 3 W/cm 2 ) can induce damage to vital components of pathogenic microorganisms. Herein, we report the synthesis and application of conjugated polymer nanoparticles (CPNs) as an efficient SS in SDI of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Klebsiella pneumoniae and Candida tropicalis. A frequent problem in the design and testing of new SS for SDI is the lack of proper sonoreactor characterization which leads to reproducibility concerns. To address this issue, we performed dosimetry experiments in our setup. This enables the validation of our results by other researchers and facilitates meaningful comparisons with different SDI systems in future studies. On a different note, it is generally accepted that the mechanisms of action underlying SS-mediated SDI involve the production of reactive oxygen species (ROS). In an attempt to establish the nature of the cytotoxic species involved in our CPNs-based SDI protocol, we demonstrated that singlet oxygen ( 1 O 2 ) does not play a major role in the observed sonoinduced killing effect. SDI experiments in planktonic cultures of optimally growing pathogens using CPNs result in a germicide effect on the studied pathogenic microorganisms. The implementation of SDI protocols using CPNs was further tested in mature biofilms of a MRSA resulting in ∼40 % reduction of biomass and ∼70 % reduction of cellular viability. Overall, these results highlight the unique and unexplored capacity of CPNs to act as sonosensitizers opening new possibilities in the design and application of novel inactivation protocols against morbific microbes.
Competing Interests: Declaration of Competing Interest The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.
(Copyright © 2023 Elsevier B.V. All rights reserved.)
فهرسة مساهمة: Keywords: Biofilm; Conjugated polymer nanoparticles; Drug-resistant microorganism; Microbes; Sonodynamic inactivation
المشرفين على المادة: 0 (Polymers)
0 (Reactive Oxygen Species)
تواريخ الأحداث: Date Created: 20231017 Date Completed: 20231204 Latest Revision: 20231204
رمز التحديث: 20231204
DOI: 10.1016/j.ultras.2023.107180
PMID: 37847942
قاعدة البيانات: MEDLINE
الوصف
تدمد:1874-9968
DOI:10.1016/j.ultras.2023.107180