Photodynamic inactivation of Staphylococcus aureus using a colloidal system based on clay mineral saponite and photoactive agent phloxine B

Abstract

[EN] Health care-associated infections (HCAIs) are those infections that patients acquire while receiving health care and they are one of the major complications of modern medical therapy. The new host can come into contact with the micro-organisms through inhalation, ingestion, breaks in the skin barrier following surgery or insertion of intravenous lines, or through mucous membranes. The most important HAIs are those related to invasive devices.

Biofilms are communities of microorganisms attached to a surface, that live in a self-generated matrix of extracellular polymeric substances. They have been shown to develop on medical device surfaces, and dispersal of single and clustered cells implies a significant risk of microbial dissemination within the host and increased risk of infection. Biofilms are of great importance in infection control and healthcare-associated infections owing to their inherent tolerance and resistance to antimicrobial therapies.

S. aureus is one of the most relevant microorganisms in terms of the causes of these infections, in addition to being complex due to the existence of strains resistant to antibiotics. It also can be a microorganism we can find forming biofilms.

Clay minerals have been used from the beginning for numerous purposes, having a large number of applications in biological systems as antimicrobial properties. Also one of the approaches which is being developed and improved in antimicrobial assays is photodynamic therapy (PDT). It is a promising modality based on the combination of a photosensitizer that is selectively localized in the target cell and illumination of the target with visible light, resulting in photo-damage and subsequent cell death.

Known the bactericidal properties of clay minerals and the advances in the photoinactivation technique in the field of bacterial elimination, the point of this investigation was to combine both techniques and the design of colloidal systems formed by the mineral clay saponite and octadecyltrimethylammonium and also photoactive agent phloxine B. The following antimicrobial test which involves irradiation with green light was done with the purpose to show the bactericidal power of this technique in the eradication of S. aureus.

[ES] Las infecciones asociadas a la atención médica (HCAI) son aquellas infecciones que los pacientes adquieren mientras reciben atención médica y son una de las principales complicaciones de la terapia médica moderna. El nuevo huésped puede entrar en contacto con los microorganismos a través de la inhalación, la ingestión, las roturas en la barrera cutánea después de la cirugía o la inserción de líneas intravenosas, o a través de las membranas mucosas. Las HAI más importantes son las relacionadas con los dispositivos invasivos.

Las biopelículas son comunidades de microorganismos unidos a una superficie que viven en una matriz autogenerada de sustancias poliméricas extracelulares. Se ha demostrado que se desarrollan en superficies de dispositivos médicos, y la dispersión de células individuales y agrupadas implica un riesgo significativo de diseminación microbiana dentro del huésped y un mayor riesgo de infección. Las biopelículas son de gran importancia en el control de infecciones y las infecciones asociadas a la atención médica debido a su tolerancia inherente y "resistencia" a las terapias antimicrobianas.

S. aureus es uno de los microorganismos más relevantes en términos de las causas de estas infecciones, además de ser complejo debido a la existencia de cepas resistentes a los antibióticos. También puede ser un microorganismo que podemos encontrar formando biopelículas.

Los minerales arcillosos se han usado desde el principio para numerosos propósitos, teniendo una gran cantidad de aplicaciones en sistemas biológicos como propiedades antimicrobianas. También uno de los enfoques que se está desarrollando y mejorando en los ensayos antimicrobianos es la terapia fotodinámica (PDT). Es una modalidad prometedora basada en la combinación de un fotosensibilizador que se localiza selectivamente en la célula objetivo y la iluminación del objetivo con luz visible, lo que resulta en foto-daño y posterior muerte celular.

Conocidas las propiedades bactericidas de los minerales arcillosos y los avances en la técnica de fotoinactivación en el campo de la eliminación bacteriana, el objetivo de esta investigación fue combinar ambas técnicas y el diseño de sistemas coloidales formados por la saponita de arcilla mineral y octadeciltrimetilamonio y también el agente fotoactivo phloxine. B. La siguiente prueba antimicrobiana que involucra irradiación con luz verde se realizó con el propósito de mostrar el poder bactericida de esta técnica en la erradicación de S. aureus.