Blue and red light photoemitters as approach to inhibit Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa growth / Fotoemissores de luz azul e vermelha como abordagem para inibir o crescimento de Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa

The ability of pathogenic bacteria acquire resistance to the existing antibiotics has long been considered a dangerous health risk threat. Currently, the use of visible light has been considered a new approach to treat bacterial infections as an alternative to antibiotics. Herein, we investigated the antimicrobial effect of two range of visible light, blue and red, on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, two pathogenic bacterial commonly found in healthcare settings-acquired infections and responsible for high rate of morbidity and mortality. Bacterial cultures were exposed to blue or red light (470 nm and 660 nm) provided by light-emitting diodes - LED. The fluencies and irradiance used for blue and red light were 284.90 J/cm², 13.19 mW/cm² and 603.44 J/cm², 27.93 mW/cm² respectively. Different experimental approaches were used to determine the optimal conditions of light application. Only exposure to blue light for 6 hours was able to inhibit about 75% in vitro growth of both bacterial species after 24 hours. The surviving exposed bacteria formed colonies significantly smaller than controls, however, these bacteria were able to resume growth after 48 hours. Blue light was able to inhibit bacterial growth upon inoculation in both saline solution and BHI culture medium. We can conclude that blue light, but not red light, is capable of temporarily retarding the growth of gram negative and gram positive bacteria.

A capacidade das bactérias patogênicas adquirirem resistência aos antibióticos existentes há muito tempo é considerada uma ameaça perigosa à saúde. Atualmente, o uso da luz visível tem sido considerado uma nova abordagem no tratamento de infecções bacterianas como alternativa aos antibióticos. Neste trabalho, investigamos o efeito antimicrobiano de duas faixas de luz visível, azul e vermelha, em Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, duas bactérias patogênicas comumente encontradas em infecções adquiridas em instituições de saúde e responsáveis por alta taxa de morbimortalidade. As culturas bacterianas foram expostas à luz azul ou vermelha(470 nm e 660 nm) fornecida por diodos emissores de luz - LED. As fluências e irradiâncias utilizadas para luz azule vermelha foram 284,90 J/cm², 13,19 mW/cm² e 603,44 J/cm², 27,93 mW/cm², respectivamente. Várias abordagens experimentais foram utilizadas para determinar as condições ótimas de aplicação da luz. Apenas a exposição à luz azul por 6 horas foi capaz de inibir cerca de 75% o crescimento in vitro de ambas as espécies bacterianas após24 horas. As bactérias expostas sobreviventes formaram colônias com um tamanho significativamente menor do que os controles, contudo, essas bactérias conseguiram retomar o crescimento normal após 48 horas. A luz azul foi capaz de inibir o crescimento das bactérias após sua inoculação em solução salina ou no meio de cultura rico em nutrientes BHI. Podemos concluir que a luz azul mas não a luz vermelha é capaz de retardar temporariamente o crescimento de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas.

Blue and red light photoemitters as approach to inhibit Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa growth

Abstract The ability of pathogenic bacteria acquire resistance to the existing antibiotics has long been considered a dangerous health risk threat. Currently, the use of visible light has been considered a new approach to treat bacterial infections as an alternative to antibiotics. Herein, we investigated the antimicrobial effect of two range of visible light, blue and red, on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, two pathogenic bacterial commonly found in healthcare settings-acquired infections and responsible for high rate of morbidity and mortality. Bacterial cultures were exposed to blue or red light (470 nm and 660 nm) provided by light-emitting diodes - LED. The fluencies and irradiance used for blue and red light were 284.90 J/cm2, 13.19 mW/cm2 and 603.44 J/cm2, 27.93 mW/cm2 respectively. Different experimental approaches were used to determine the optimal conditions of light application. Only exposure to blue light for 6 hours was able to inhibit about 75% in vitro growth of both bacterial species after 24 hours. The surviving exposed bacteria formed colonies significantly smaller than controls, however, these bacteria were able to resume growth after 48 hours. Blue light was able to inhibit bacterial growth upon inoculation in both saline solution and BHI culture medium. We can conclude that blue light, but not red light, is capable of temporarily retarding the growth of gram negative and gram positive bacteria.

Resumo A capacidade das bactérias patogênicas adquirirem resistência aos antibióticos existentes há muito tempo é considerada uma ameaça perigosa à saúde. Atualmente, o uso da luz visível tem sido considerado uma nova abordagem no tratamento de infecções bacterianas como alternativa aos antibióticos. Neste trabalho, investigamos o efeito antimicrobiano de duas faixas de luz visível, azul e vermelha, em Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, duas bactérias patogênicas comumente encontradas em infecções adquiridas em instituições de saúde e responsáveis por alta taxa de morbimortalidade. As culturas bacterianas foram expostas à luz azul ou vermelha (470 nm e 660 nm) fornecida por diodos emissores de luz - LED. As fluências e irradiâncias utilizadas para luz azul e vermelha foram 284,90 J/cm2, 13,19 mW/cm2 e 603,44 J/cm2, 27,93 mW/cm2, respectivamente. Várias abordagens experimentais foram utilizadas para determinar as condições ótimas de aplicação da luz. Apenas a exposição à luz azul por 6 horas foi capaz de inibir cerca de 75% o crescimento in vitro de ambas as espécies bacterianas após 24 horas. As bactérias expostas sobreviventes formaram colônias com um tamanho significativamente menor do que os controles, contudo, essas bactérias conseguiram retomar o crescimento normal após 48 horas. A luz azul foi capaz de inibir o crescimento das bactérias após sua inoculação em solução salina ou no meio de cultura rico em nutrientes BHI. Podemos concluir que a luz azul mas não a luz vermelha é capaz de retardar temporariamente o crescimento de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas.

Blue and red light photoemitters as approach to inhibit Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa growth / Fotoemissores de luz azul e vermelha como abordagem para inibir o crescimento de Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa

The ability of pathogenic bacteria acquire resistance to the existing antibiotics has long been considered a dangerous health risk threat. Currently, the use of visible light has been considered a new approach to treat bacterial infections as an alternative to antibiotics. Herein, we investigated the antimicrobial effect of two range of visible light, blue and red, on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, two pathogenic bacterial commonly found in healthcare settings-acquired infections and responsible for high rate of morbidity and mortality. Bacterial cultures were exposed to blue or red light (470 nm and 660 nm) provided by light-emitting diodes - LED. The fluencies and irradiance used for blue and red light were 284.90 J/cm2, 13.19 mW/cm2 and 603.44 J/cm2, 27.93 mW/cm2 respectively. Different experimental approaches were used to determine the optimal conditions of light application. Only exposure to blue light for 6 hours was able to inhibit about 75% in vitro growth of both bacterial species after 24 hours. The surviving exposed bacteria formed colonies significantly smaller than controls, however, these bacteria were able to resume growth after 48 hours. Blue light was able to inhibit bacterial growth upon inoculation in both saline solution and BHI culture medium. We can conclude that blue light, but not red light, is capable of temporarily retarding the growth of gram negative and gram positive bacteria.

A capacidade das bactérias patogênicas adquirirem resistência aos antibióticos existentes há muito tempo é considerada uma ameaça perigosa à saúde. Atualmente, o uso da luz visível tem sido considerado uma nova abordagem no tratamento de infecções bacterianas como alternativa aos antibióticos. Neste trabalho, investigamos o efeito antimicrobiano de duas faixas de luz visível, azul e vermelha, em Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, duas bactérias patogênicas comumente encontradas em infecções adquiridas em instituições de saúde e responsáveis por alta taxa de morbimortalidade. As culturas bacterianas foram expostas à luz azul ou vermelha (470 nm e 660 nm) fornecida por diodos emissores de luz - LED. As fluências e irradiâncias utilizadas para luz azul e vermelha foram 284,90 J/cm2, 13,19 mW/cm2 e 603,44 J/cm2, 27,93 mW/cm2, respectivamente. Várias abordagens experimentais foram utilizadas para determinar as condições ótimas de aplicação da luz. Apenas a exposição à luz azul por 6 horas foi capaz de inibir cerca de 75% o crescimento in vitro de ambas as espécies bacterianas após 24 horas. As bactérias expostas sobreviventes formaram colônias com um tamanho significativamente menor do que os controles, contudo, essas bactérias conseguiram retomar o crescimento normal após 48 horas. A luz azul foi capaz de inibir o crescimento das bactérias após sua inoculação em solução salina ou no meio de cultura rico em nutrientes BHI. Podemos concluir que a luz azul mas não a luz vermelha é capaz de retardar temporariamente o crescimento de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas.

Blue and red light photoemitters as approach to inhibit Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa growth / Fotoemissores de luz azul e vermelha como abordagem para inibir o crescimento de Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa

The ability of pathogenic bacteria acquire resistance to the existing antibiotics has long been considered a dangerous health risk threat. Currently, the use of visible light has been considered a new approach to treat bacterial infections as an alternative to antibiotics. Herein, we investigated the antimicrobial effect of two range of visible light, blue and red, on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, two pathogenic bacterial commonly found in healthcare settings-acquired infections and responsible for high rate of morbidity and mortality. Bacterial cultures were exposed to blue or red light (470 nm and 660 nm) provided by light-emitting diodes - LED. The fluencies and irradiance used for blue and red light were 284.90 J/cm², 13.19 mW/cm² and 603.44 J/cm², 27.93 mW/cm² respectively. Different experimental approaches were used to determine the optimal conditions of light application. Only exposure to blue light for 6 hours was able to inhibit about 75% in vitro growth of both bacterial species after 24 hours. The surviving exposed bacteria formed colonies significantly smaller than controls, however, these bacteria were able to resume growth after 48 hours. Blue light was able to inhibit bacterial growth upon inoculation in both saline solution and BHI culture medium. We can conclude that blue light, but not red light, is capable of temporarily retarding the growth of gram negative and gram positive bacteria.(AU)

A capacidade das bactérias patogênicas adquirirem resistência aos antibióticos existentes há muito tempo é considerada uma ameaça perigosa à saúde. Atualmente, o uso da luz visível tem sido considerado uma nova abordagem no tratamento de infecções bacterianas como alternativa aos antibióticos. Neste trabalho, investigamos o efeito antimicrobiano de duas faixas de luz visível, azul e vermelha, em Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, duas bactérias patogênicas comumente encontradas em infecções adquiridas em instituições de saúde e responsáveis por alta taxa de morbimortalidade. As culturas bacterianas foram expostas à luz azul ou vermelha(470 nm e 660 nm) fornecida por diodos emissores de luz - LED. As fluências e irradiâncias utilizadas para luz azule vermelha foram 284,90 J/cm², 13,19 mW/cm² e 603,44 J/cm², 27,93 mW/cm², respectivamente. Várias abordagens experimentais foram utilizadas para determinar as condições ótimas de aplicação da luz. Apenas a exposição à luz azul por 6 horas foi capaz de inibir cerca de 75% o crescimento in vitro de ambas as espécies bacterianas após24 horas. As bactérias expostas sobreviventes formaram colônias com um tamanho significativamente menor do que os controles, contudo, essas bactérias conseguiram retomar o crescimento normal após 48 horas. A luz azul foi capaz de inibir o crescimento das bactérias após sua inoculação em solução salina ou no meio de cultura rico em nutrientes BHI. Podemos concluir que a luz azul mas não a luz vermelha é capaz de retardar temporariamente o crescimento de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas.(AU)

Inativação fotodinâmica de microrganismos contaminantes do leite

Objetivou-se avaliar a eficácia da Terapia Fotodinâmica antimicrobiana (TFDa) utilizando o fotossensibilizador (FS) Safranina-O (Sf) em leite e cupons de aço inox experimentalmente contaminados com cepas de Staphylococcus aureus e Pseudomonas fluorescens, isolados de leite bovino, caprino e ovino, assim como a eficiência do uso de um hidrogel termorresponsivo e fotoativo de Sf em aplicações pós dipping, visando a redução da contaminação do leite de vacas, cabras e ovelhas. No primeiro estudo, cepas de S. aureus (SV1, SV3, SV5, SC5, SC6, SC8) e P. fluorescens (PV1, PVh, PC3) foram previamente isoladas de leite bovino e caprino, identificadas geneticamente e submetidas a quatro tratamentos: Tratamento 1: Controle (somente leite/caldo); Tratamento 2: TFDa (leite/caldo + agente fotossensibilizador (Sf) + iluminação com LED); Tratamento 3: LED (leite/caldo + iluminação com LED); Tratamento 4: Fotossensibilizador (Sf) (leite/caldo + agente fotossensibilizador Sf). Para verificar o efeito da fotoinativação na eliminação de biofilmes bacterianos, em cada poço foi adicionado um cupom de aço inox (8 mm x 8 mmx 1 mm). Os ensaios de antibiograma evidenciaram a resistência dos isolados de S. aureus frente a Ampicilina, Trimetoprim e Tetraciclina. Nos ensaios in vitro em leite bovino, houve redução de 17,4% nas contagens de P. fluorescens (PV1) quando comparado ao tratamento controle (p<0,05). Em leite caprino, a TFDa reduziu o crescimento de Staphylococcus aureus em até 24,43% (SC8) (p<0,05), e para P. fluorescens (PC3) a inativação foi de 50,25%. Na formação de biofilmes, houve redução de 66,66% (SV1) e 38,27% (SC5) na adesão de Staphylococcus aureus em cupons de aço inox. Para aplicações in vivo, a Sf fotoativada manteve as contagens bacterianas no leite bovino semelhantes ao tratamento controle (ácido lático) (p>0,05). Ao longo do período experimental (28 dias) houve redução de 23,23% e 28,85% nas contagens de estafilococos e de Pseudomonas spp. no leite de vacas, e de 76,13% para Pseudomonas spp. no leite de cabras (p<0,05). Não houve diferença significativa na contagem de células somáticas (CCS) no leite de vacas e cabras. No segundo estudo, leite e caldo Muller Hinton (CHM) foram experimentalmente contaminados com cepas de S. aureus (SO1, SO3, SO4) e uma cepa de Staphylococcus coagulase negativo (SO2) previamente isolada e identificada geneticamente através dos genes nuc e coa. Para verificar o efeito da fotoinativação na eliminação de biofilmes bacterianos, em cada poço foi adicionado um cupom de aço inox (8 mm x 8 mmx 1 mm). Todos os microrganismos se mostraram sensíveis a TFDa. Quando submetidas à análise de resistência a antibióticos, a cepa SO4 foi resistente a Ampicilina e Trimetropim. Quando cultivados em leite e CMH, houve redução nas contagens de estafilococos em até 97,33% e 99,63%, respectivamente. Em cupons de aço inox, a fotoinativação reduziu em até 45,92% (leite) e 99,5% (CMH) a adesão de S. aureus (p<0,05). A Sf fotoativada foi similar ao uso de ácido lático comercial quando aplicada como pós dipping. Estes resultados indicam que a TFDa, mediada por Sf, é eficaz na inativação de microrganismos deteriorantes e patógenos do leite, assim como é eficaz em reduzir a contaminação do leite quando aplicada como pós-dipping.

This study aimed to evaluate the effectiveness of antimicrobial Photodynamic Therapy (PDTa) using the photosensitizer (PS) Safranin-O (Sf) in milk and stainless-steel couponsexperimentally contaminated with Staphylococcus aureus and Pseudomonasfluorescensisolated from bovine, goat and sheep milk, as well as the efficiency of using a thermo- responsive and photoactive Sf hydrogel in post dipping applications, aiming to reduce thecontamination of milk from cows, goats and sheep. In the first study, the strains of S. aureus(SV1, SV3, SV5, SC5, SC6, SC8) and P. fluorescens (PV1, PVh, PC3) were previously isolated from bovine and goat milk, and then genetically identified and subjected to four treatments: Treatment 1: Control (only milk/broth); Treatment 2: PDTa (milk/broth + photosensitizing agent (Sf) + LED lighting); Treatment 3: LED (milk/broth + LED lighting); Treatment 4: Photosensitizer (Sf) (milk/broth + Sf photosensitizing agent). To verify the effect of photoinactivation in eliminating bacterial biofilms, in each well a stainless-steel coupon (8 mm x 8 mm x 1 mm) was added. Antibiogram tests showed the resistance of S. aureus isolates to Ampicillin, Trimethoprim and Tetracycline. In in vitroassays in bovine milk, there was a reduction of 17.4% in P. fluorescens (PV1) counts when compared to the control treatment (p<0.05). In goat milk PDTa reducedthe growth of Staphylococcus aureus by up to 24.43% (SC8) (p<0.05), and for P. fluorescens (PC3) the inactivation was 50.25%. In the formation of biofilms, there was a reduction of 66.66% (SV1) and 38.27% (SC5) in the adhesion of S. aureus to stainless steel coupons.For in vivo applications, photoactivated Sf maintained bacterial counts in bovine milk similar to the control treatment (lactic acid) (p>0.05). During the experimental period (28days) there was a reduction of 23.23% and 28.85% in staphylococci and Pseudomonas spp. in cow's milk, and 76.13% for Pseudomonas spp. in goat milk (p<0.05). There was no significant difference in somatic cell count (CCS) in milk from cows and goats. In thesecond study, the Muller Hinton milk and broth (CHM) were experimentally contaminated with strains of S. aureus (SO1, SO3, SO4) and a strain of coagulase negative Staphylococcus (SO2) was previously isolated and genetically identified through the gene nucand coa. To verify the effect of photoinactivation in eliminating bacterial biofilms, in each well a stainless-steel coupon (8 mm x 8 mmx 1 mm) was added. All microorganisms were sensitive to PDTa. When submitted to antibiotic resistance analysis, the SO4 strain was resistant to Ampicillin and Trimethoprim. When cultivated in milk and HCM, there was a reduction in staphylococcal counts of up to 97.33% and 99.63%, respectively. In stainless-steel coupons, photoinactivation reduced up to 45.92% (milk) and 99.5% (CMH) theadhesion of S. aureus (p<0.05). Photoactivated Sf was similar to the use of commercial lactic acid when applied as a dipping post. These results indicate that Sf- mediated PDTa is effective in inactivating spoilage microorganisms and milk pathogens,as well as being effective in reducing milk contamination when applied as a post-dipping.

Luz azul antimicrobiana: alvos bacterianos e mecanismo de ação São Paulo

E crescente a preocupacao a respeito do futuro de terapias antimicrobianas em meio a crise global dos antibioticos. Temerosos, autoridades globais alertam para a urgencia no desenvolvimento de terapias antimicrobianas alternativas e/ou preservacao de antimicrobianos atualmente disponiveis. Neste contexto, a luz azul antimicrobiana destaca-se como uma alternativa terapeutica promissora, devido a sua atividade antimicrobiana intrinseca, proporcionando eficacia e seguranca no tratamento de infeccoes. No entanto os alvos celulares preferenciais de acao antimicrobiana ainda nao sao bem esclarecidos. Dessa forma, este estudo teve como objetivo testar hipoteses comuns relacionadas aos alvos biologicos de morte bacteriana induzida pela exposicao a luz azul antimicrobiana ( = 410 nm). Para entender a diversidade de possiveis danos estruturais, tres especies bacterianas foram estudadas: Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa. Porfirinas endogenas foram quantificadas e danos em estruturas bacteriana como DNA e membrana foram avaliados. Alteracoes em biomoleculas como proteinas e lipideos, alem da producao de EROS apos exposicao por luz azul tambem foram mensurados. Os resultados demonstram que doses subletais de luz azul podem promover danos a membrana, sugerindo que este seja o alvo primario de acao antimicrobiana. A degradacao em DNA foi evidenciada em S. aureus e E. coli, porem nao foram identificados danos em P. aeruginosa, sugerindo particularidades entre diferentes especies. Evidenciou-se que a concentracao de porfirinas endogenas possa nao refletir diretamente a suceptibilidade bacteriana a luz. Adicionalmente, constatou-se que danos oxidativos em proteinas bacterianas e lipidios ocorram apenas apos altas doses de exposicao radiante. Esses resultados confirmam alguns aspectos importantes a respeito dos mecanismos antimicrobianas da luz azul e fornecem informacoes fundamentais que possibilitarao optimizacoes e/ou futuras terapias combinadas.

There is growing concerned about the future of antimicrobial therapies amid the global antibiotic crisis. Fearful, international authorities warn of the urgency of developing alternative antimicrobial therapies or preserving currently available antimicrobials. In this context, antimicrobial blue light stands out as a promising therapeutic alternative due to its intrinsic antimicrobial activity, providing efficacy and safety in treating infections. However, the cellular targets are not yet well understood. Thus, this study aimed to test common hypotheses related to biological targets of bacterial death induced by exposure to antimicrobial blue light ( = 410 nm). This study investigated three bacterial species: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa. Endogenous porphyrins were quantified, and structural damage such as DNA and bacterial membrane were evaluated. Changes in biomolecules such as proteins and lipids and the production of EROS after exposure to blue light were also measured. The results show that sublethal doses of blue light may promote damage to the bacterial membrane, suggesting that this is the primary target of antimicrobial action. DNA degradation was evidenced in S. aureus and E. coli, but no damage was observed in P. aeruginosa, suggesting particularities between different species. Evidence showed that the concentration of endogenous porphyrins might not directly reflect bacterial susceptibility to blue light. Additionally, it found oxidative damage to bacterial proteins and lipids occurs only after high radiant exposure doses. These results confirm some crucial aspects regarding the antimicrobial mechanisms of blue light and provide essential information that will empower optimizations and future combined therapies.

Terapia fotodinâmica no tratamento de ferida causada por miíase em vulva de caprino relato de caso / Photodynamic therapy treatment of wound caused by myiasis in the goat vulva - case repor

A terapia fotodinâmica (TFD) vem sendo estudada na reparação tecidual e no tratamento de feridascutâneas infectadas, principalmente pelo seu potencial de inativação de micro-organismos. O objetivo destetrabalho foi demonstrar a eficácia da utilização da terapia fotodinâmica no tratamento de uma ferida causada pormiíase. Um caprino jovem, fêmea, da raça Saanen, que apresentava infestação por larvas da mosca Cochliomyiahominivorax e extensa perda tecidual na região da vulva e região perianal decorrente da atividade larval notecido foi tratada com terapia fotodinâmica. Após o tratamento verificou-se a re-epitilização completa da feridaem 15 dias, demonstrando assim que a terapia fotodinâmica pode ser uma alternativa de tratamento para feridas.(AU)

Photodynamic therapy (PDT) has been studied in tissue healing and treatment of infectedwounds, mainly for their potential to inactivate microorganisms. The objective of this study was to demonstratethe effectiveness of the use of photodynamic therapy in the treatment of a wound caused by myiasis. A younggoat, female, Saanen, which had fly larvae infestation by Cochliomyia hominivorax and extensive tissue loss inthe region of the vulva and perianal due to larval activity in the tissue was treated with photodynamic therapy.After treatment there was a complete reepithelization in 15 days, demonstrating that photodynamic therapy canbe an alternative treatment for wounds.(AU)

Terapia fotodinâmica no tratamento de ferida causada por miíase em vulva de caprino – relato de caso / Photodynamic therapy treatment of wound caused by myiasis in the goat vulva - case repor

A terapia fotodinâmica (TFD) vem sendo estudada na reparação tecidual e no tratamento de feridascutâneas infectadas, principalmente pelo seu potencial de inativação de micro-organismos. O objetivo destetrabalho foi demonstrar a eficácia da utilização da terapia fotodinâmica no tratamento de uma ferida causada pormiíase. Um caprino jovem, fêmea, da raça Saanen, que apresentava infestação por larvas da mosca Cochliomyiahominivorax e extensa perda tecidual na região da vulva e região perianal decorrente da atividade larval notecido foi tratada com terapia fotodinâmica. Após o tratamento verificou-se a re-epitilização completa da feridaem 15 dias, demonstrando assim que a terapia fotodinâmica pode ser uma alternativa de tratamento para feridas.

Photodynamic therapy (PDT) has been studied in tissue healing and treatment of infectedwounds, mainly for their potential to inactivate microorganisms. The objective of this study was to demonstratethe effectiveness of the use of photodynamic therapy in the treatment of a wound caused by myiasis. A younggoat, female, Saanen, which had fly larvae infestation by Cochliomyia hominivorax and extensive tissue loss inthe region of the vulva and perianal due to larval activity in the tissue was treated with photodynamic therapy.After treatment there was a complete reepithelization in 15 days, demonstrating that photodynamic therapy canbe an alternative treatment for wounds.

Terapia fotodinâmica: revisão de literatura / Photodynamic therapy: a review

Dentre as modalidades terapêuticas recentemente investigadas na comunidade científica, destaca-se a terapia fotodinâmica. Sua aplicação vem sendo empregada na destruição de células tumorais e na inativação de microorganismos, com grande perspectiva em diversas áreas da Medicina, Odontologia e, mais recentemente, na Medicina Veterinária. O presente estudo tem como objetivos abordar trabalhos na literatura mundial e informar médicos veterinários sobre a terapia fotodinâmica e suas possíveis aplicações na Medicina Veterinária.

Among the most recent therapeutic modalities investigated in the scientific community, stands the photodynamic therapy. It has been used for destruction of tumor cells and microorganisms inactivation, with great prospects in different fields of Medicine, Dentistry and most recently in Veterinary Medicine. The purposes of this review are to address the world literature and inform veterinarians about photodynamic therapy and its possible applications in veterinary medicine.

Terapia fotodinâmica: revisão de literatura / Photodynamic therapy: a review

Dentre as modalidades terapêuticas recentemente investigadas na comunidade científica, destaca-se a terapia fotodinâmica. Sua aplicação vem sendo empregada na destruição de células tumorais e na inativação de microorganismos, com grande perspectiva em diversas áreas da Medicina, Odontologia e, mais recentemente, na Medicina Veterinária. O presente estudo tem como objetivos abordar trabalhos na literatura mundial e informar médicos veterinários sobre a terapia fotodinâmica e suas possíveis aplicações na Medicina Veterinária.(AU)

Among the most recent therapeutic modalities investigated in the scientific community, stands the photodynamic therapy. It has been used for destruction of tumor cells and microorganisms inactivation, with great prospects in different fields of Medicine, Dentistry and most recently in Veterinary Medicine. The purposes of this review are to address the world literature and inform veterinarians about photodynamic therapy and its possible applications in veterinary medicine.(AU)

Aplicação da terapia fotodinâmica no tratamento da dermatite digital bovina.

A dermatite digital (DD) é uma das principais doenças podais que acomete bovinos leiteiros, destacando-se negativamente pela queda na produção o volume de leite produzido e pelo seu oneroso tratamento. Como alternativa ao uso de antibióticos, a terapia fotodinâmica (PDT) se apresenta como uma opção interessante no tratamento de infecções cutâneas em animais de produção, evitando a seleção de micro-organimos resistentes. O objetivo deste estudo foi investigar o uso da PDT para tratar a DD em bovinos leiteiros. Para compor os grupos experimentais, 20 lesões de DD, localizadas nos membros pélvicos de 16 animais, foram tratadas com PDT (350mW/Led; = 660nm ± 10nm; A = 13,20 cm2; I = 120mW/cm2) associado à aplicação tópica do fotossenbilizador azul de metileno (300M; apresentação em gel; com 5 min de tempo de pré-irradiação) ou com aplicação tópica de oxitetraciclina (500 mg em solução à 20%). Cada lesão foi tratada duas vezes com intervalo de 14 dias entre elas. A caracterização macroscópica das lesões foi realizada no momento inicial, e fotografias digitais foram realizadas semanalmente para análise da redução da área das lesões. Além disto, foram coletadas biópsias de cada lesão nos dias 1, 7, 21 e 28, sendo posteriormente analisadas para diferentes colorações histológicas, as quais objetivaram a detecção de micro-organismos e a análise comparativa do processo de cicatrização. Ainda, biópsias de pele realizadas na região dos bulbos dos talões de 10 animais que não apresentavam lesões foram usadas como controle histológico. Em ambos os tratamentos houve redução da área da lesão, sendo que não houve diferença significante entre os tratamentos. Apesar da regressão significante ao longo do período, no último dia de avaliação, três animais tratados com oxitetraciclina ainda apresentavam pequenas lesões, algo que não foi observado nos animais tratados com PDT. Adicionalmente, o tratamento com oxitetraciclina resultou em leve aumento de colágeno do tipo III e diminuição de colágeno do tipo I, enquanto a PDT promoveu aumento significante da área total de colágeno, em especial do tipo I, em relação ao momento inicial. Espiroquetas foram observadas em todas as lesões, no momento que antecedeu os tratamentos, entretanto não foram visualizadas na pele dos animais saudáveis. Ao término do período de avaliação, cinco lesões tratadas com oxitetraciclina ainda apresentavam espiroquetas, enquanto no grupo tratado com PDT não foi possível evidenciar estes micro-organismos em nenhuma das lesões. Portanto, a PDT mostrou ser uma opção mais eficaz do que a oxitetraciclina no tratamento da DD.

Bovine digital dermatitis (BDD) stands out as one of the most important diseases that affect dairy cows, being responsible for negative economic implications. Photodynamic therapy (PDT) has emerged as an interesting therapeutic option to treat superficial infections on livestock animals, avoiding the overuse of antibiotics, and consequently, the selection of multidrug-resistant pathogens. The aim of this study was to investigate the use of PDT to treat BDD. Twenty BDD lesions located in the pelvic limbs of 16 animals were treated by PDT (350mW / Led; = 660nm ± 10nm; A = 13, 20 cm2, I = 120mW/cm2) associated with topical application of methylene blue photosensitizer (300M; gel presentation; 5 min of pre-irradiation time) or topical application of oxytetracycline (500 mg in 20% solution). Each lesion was treated twice with an interval of 14 days. Lesions were individually classified, and digital photographs were weekly performed to evaluate the reduction of lesions. Additionally, biopsies of each lesion were collected on days 1, 7, 21 and 28; and different histological stains were used to detect microorganisms and compare the healing process after treatmens. Yet, skin biopsies from 10 healthy animals, colleted in the area between heel bulbs, were used as controls. In both treatments, we observed the reduction of lesions area, but there were no significant difference between them. At the last day, three animals treated by topical oxytetracycline still presented small lesions, whereas no lesions were evidenced in the group treated by PDT. The treatment with oxytetracycline resulted in a slight increase in type III collagen and decreased type I collagen levels, while PDT treatment led to a significant increase in the total area of both collagen (mostly type I). Spirochetes were observed in all lesions before treatments but were not detected in the skin of healthy animals. At the end of evaluation period, five lesions treated by topical oxytetracycline still presented spirochetes, whereas in PDT group no spirochetes were evidenced. Therefore, PDT was shown to be a more effective option for BDD when it was compared to topical oxytetracycline treatment.

UTILIZAÇÃO DE PORFIRINAS NA INATIVAÇÃO FOTODINÂMICA DO HERPESVÍRUS BOVINO 1

O herpesvírus bovino 1 (BoHV - 1) é um vírus da família Herpesviridae e da subfamília Alphaherpesvirinae, conhecido por causar diversas doenças em bovinos no mundo todo, incluindo a rinotraqueíte, vaginite, balanopostite, aborto, conjuntivite e enterite. O BoHV - 1 é responsável por grande perda econômica, tanto para produtores de leite quanto de carne, devido a uma diminuição na produção de leite, diminuição na taxa de ganho de peso animal, uma maior susceptibilidade às infecções secundárias e as ocorrências de abortos. Visando novas alternativas para o tratamento e eliminação deste patógeno do rebanho, a fotoinativação se torna uma alternativa viável devido ao fato deste tratamento ter se mostrado eficiente contra vários microrganismos de interesse animal e humano. A inativação fotodinâmica (PDI) é baseada na combinação de três componentes: fotossensibilizador (PS), oxigênio e luz. Ao ser irradiado por uma fonte de luz no comprimento de onda específico, o fotossensibilizador sofre uma série de processos fotofísicos que culminarão na geração de espécies reativas do oxigênio (ROS) que em grandes quantidades são tóxicos a patógenos. Visando uma melhor eficiência da fotoinativação, é necessário conhecer as características de cada fotossensibilizador, analisando a estrutura molecular, rendimento quântico, tempo de vida, toxicidade, estabilidade e absorção em comprimentos de onda específicos. O tempo de irradiação tem se mostrado muito importante, porque cada PS reage de uma maneira diferente em determinado período. Para avaliar a interferência das cargas elétricas presentes nos PS, a inserção de zinco no anel no anel central da molécula e o tempo de irradiação na inativação fotodinâmica, foram utilizadas alíquotas do BoHV-1 com título viral inicial de 105,75, incubadas durante uma hora com quatro diferentes porfirinas como fotossensibilizadores: TPPS4, ZnTPPS4, TMPYP e ZnTMPYP. Posteriormente, foram irradiadas durante duas horas, sendo retiradas amostras a cada 15 minutos. Como controle foram utilizados vírus sem qualquer tipo de tratamento, vírus irradiado sem a presença de PS e vírus com PS sem irradiar. Após a irradiação a amostra foi adicionada em culturas de células permissíveis ao vírus, onde foi analisada a presença de efeito citopático (CPE) e os resultados foram expressos em títulos virais. Apesar de todos os tratamentos possuírem diferenças significativas, todos os PSs utilizados no estudo se mostraram eficazes no tratamento do BoHV-1. A ZnTMPYP foi a mais eficiente, inativando totalmente o vírus com 30 minutos de irradiação, e a TPPS4 apresentou o pior resultado não conseguindo inativar o vírus após o período de irradiação, porém reduziu consideravelmente a carga viral do BoHV-1. Analisamos também a fotodegradação de um DNA plasmidial utilizando os mesmos fotossensibilizadores. Novamente, a ZnTMPYP apresentou melhores resultados

Bovine herpesvirus 1 (BoHV-1) is a virus of the family Herpesviridae and the subfamily Alphaherpesvirinae, known to cause several diseases worldwide in cattle, including rhinotracheitis, vaginitis, balanoposthitis, abortion, conjunctivitis, and enteritis. O BoHV-1 is a source of economic loss for both dairy and beef producer due to a decrease in dairy production, decrease in animal weight gain, a higher susceptibility to secondary infections, and the occurrences of abortions. Aiming at new alternatives for the treatment and disposal of these cattle pathogen, the photoinactivation becomes a viable alternative because this treatment has shown to be effective against animal and human microorganisms. The technique is based on the synergistic combination of a photosensitizer (PS), oxygen, and light. When irradiated by a light source, the photosensitizer undergoes a series of photophysical processes, which culminate in the generation of reactive oxygen species (ROS), which in large amounts are toxic to pathogens. Aiming at a better efficiency of photoinactivation is necessary to know the characteristics of each photosensitizer, analyzing the molecular structure, quantum yield, lifetime, toxicity, stability, and absorption at specific wavelengths. The irradiation time has shown to be very important because each PS reacts differently at a given time. To evaluate the effect of the electrical charges present on PS, zinc insert ring in the central ring of the molecule and the irradiation time in the photodynamic inactivation, BoHV-1 aliquots were used with initial viral titer from 105.75 incubated for one hour with four different photosensitizers: TPPS4, ZnTPPS4, TMPyP, and ZnTMPYP. Subsequently, they we irradiated for two hours and sampled every 15 minutes. As control, we used virus without any treatment, virus irradiated in the absence of PS, and virus with PS without radiating. After irradiation, the sample was added to cultures of cells permissive to the virus, which was analyzed for the presence of cytopathic effect (CPE), and the results were expressed as viral titers. Although all treatments had significant differences, all PSs used in the study were effective in the treatment of BoHV-1. The ZnTMPYP was the most efficient, fully inactivating the virus with 30 minutes of irradiation, and the TPPS4 showed the worst result unable to inactivate the virus after the period of irradiation, but considerably reduced the viral load of BoHV -1. We also analyzed the photodegradation of a plasmid DNA using the same photosensitizers. Again, ZnTMPYP showed better results.