دورية أكاديمية
أعرض في EDS

Light-activated conjugated polymer nanoparticles to defeat pathogens associated with bovine mastitis.

التفاصيل البيبلوغرافية
العنوان: Light-activated conjugated polymer nanoparticles to defeat pathogens associated with bovine mastitis.
المؤلفون: Martínez SR; Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina. Electronic address: smartinez@exa.unrc.edu.ar., Caverzan M; Departamento de Patología Animal, Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Ibarra LE; Departamento de Biología Molecular, Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Instituto de Biotecnología Ambiental y Salud (INBIAS), Universidad Nacional de Río Cuarto y Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET), Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Aiassa V; UNITEFA-CONICET, Departamento de Ciencias Farmacéuticas, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba X5000HUA, Argentina., Bohl L; Instituto Multidisciplinario de Investigación y Transferencia Agroalimentaria y Biotecnológica (IMITAB-CONICET), Universidad Nacional de Villa María, Villa María, Argentina. Instituto Académico Pedagógico de Ciencias Básicas y Aplicadas, Universidad Nacional de Villa María, Villa María, Argentina., Porporatto C; Instituto Multidisciplinario de Investigación y Transferencia Agroalimentaria y Biotecnológica (IMITAB-CONICET), Universidad Nacional de Villa María, Villa María, Argentina. Instituto Académico Pedagógico de Ciencias Básicas y Aplicadas, Universidad Nacional de Villa María, Villa María, Argentina., Gómez ML; Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Chesta CA; Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina., Palacios RE; Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina; Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Río Cuarto X5804BYA, Córdoba, Argentina. Electronic address: rpalacios@exa.unrc.edu.ar.
المصدر: Journal of photochemistry and photobiology. B, Biology [J Photochem Photobiol B] 2024 Aug; Vol. 257, pp. 112971. Date of Electronic Publication: 2024 Jun 28.
نوع المنشور: Journal Article
اللغة: English
بيانات الدورية: Publisher: Elsevier Sequoia Country of Publication: Switzerland NLM ID: 8804966 Publication Model: Print-Electronic Cited Medium: Internet ISSN: 1873-2682 (Electronic) Linking ISSN: 10111344 NLM ISO Abbreviation: J Photochem Photobiol B Subsets: MEDLINE
أسماء مطبوعة: Original Publication: Lausanne : Elsevier Sequoia, 1987-
مواضيع طبية MeSH: Nanoparticles*/chemistry , Mastitis, Bovine*/microbiology , Mastitis, Bovine*/drug therapy , Biofilms*/drug effects , Biofilms*/radiation effects , Light* , Polymers*/chemistry , Polymers*/pharmacology, Animals ; Cattle ; Female ; Photosensitizing Agents/pharmacology ; Photosensitizing Agents/chemistry ; Porphyrins/chemistry ; Porphyrins/pharmacology ; Staphylococcus/drug effects ; Staphylococcus/radiation effects ; Anti-Bacterial Agents/pharmacology ; Anti-Bacterial Agents/chemistry ; Microscopy, Electron, Scanning ; Photochemotherapy
مستخلص: Bovine mastitis (BM) represents a significant challenge in the dairy industry. Limitations of conventional treatments have prompted the exploration of alternative approaches, such as photodynamic inactivation (PDI). In this study, we developed a PDI protocol to eliminate BM-associated pathogens using porphyrin-doped conjugated polymer nanoparticles (CPN). The PDI-CPN protocol was evaluated in four mastitis isolates of Staphylococcus and in a hyper-biofilm-forming reference strain. The results in planktonic cultures demonstrated that PDI-CPN exhibited a bactericidal profile upon relatively low light doses (∼9.6 J/cm 2 ). Furthermore, following a seven-hour incubation period, no evidence of cellular reactivation was observed, indicating a highly efficient post-photodynamic inactivation effect. The successful elimination of bacterial suspensions encouraged us to test the PDI-CPN protocol on mature biofilms. Treatment using moderate light dose (∼64.8 J/cm 2 ) reduced biofilm biomass and metabolic activity by up to 74% and 88%, respectively. The impact of PDI-CPN therapy on biofilms was investigated using scanning electron microscopy (SEM), which revealed nearly complete removal of the extracellular matrix and cocci. Moreover, ex vivo studies conducted on bovine udder skin demonstrated the efficacy of the therapy in eliminating bacteria from these scaffolds and its potential as a prophylactic method. Notably, the histological analysis of skin revealed no signs of cellular degeneration, suggesting that the protocol is safe and effective for BM treatment. Overall, this study demonstrates the potential of PDI-CPN in treating and preventing BM pathogens. It also provides insights into the effects of PDI-CPN on bacterial growth, metabolism, and survival over extended periods, aiding the development of effective control strategies and the optimization of future treatments.
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. Published by Elsevier B.V.)
فهرسة مساهمة: Keywords: Biofilm; Bovine mastitis; Ex vivo skin model; Light-activated nanoparticles
المشرفين على المادة: 0 (Polymers)
0 (Photosensitizing Agents)
0 (Porphyrins)
0 (Anti-Bacterial Agents)
تواريخ الأحداث: Date Created: 20240702 Date Completed: 20240714 Latest Revision: 20240714
رمز التحديث: 20240715
DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2024.112971
PMID: 38955081
قاعدة البيانات: MEDLINE
الوصف
تدمد:1873-2682
DOI:10.1016/j.jphotobiol.2024.112971