Nanomateriály a studium účinnosti fotodynamické reakce na bakteriálních kmenech

Mgr. Zuzana MALÁ

Doctoral thesis

Nanomaterials and the Study of the Efficiency of the Photodynamic Reaction on Bacterial Strains

Anotácia:

Disertační práce je zaměřená na studium účinků fotodynamické terapie, především však na její aplikaci v oblasti mikrobiologie v podmínkách in vitro. Princip fotodynamické terapie je založen na aplikaci fotosensitizéru a jeho následné aktivaci viditelným zářením a vhodné vlnové délce, což má za následek produkci kyslíkových radikálů, díky kterým dochází k poškození a destrukci buňky. V práci jsou shrnuty výsledky in vitro studia antimikrobiální fotodynamické inaktivace (aPDI) na Gram-pozitivních (Stafylococcus aureus (MRSA) a Enterococcus faecalis (ENTF)) a Gram-negativních (Klebsiella pneumoniae (ESBL-KP) produkující širokospektré b-laktamázy a Pseudomonas aeruginosa (PSEA) bakteriálních kmenech. Byla ověřena účinnost aPDI s použitím různých fotosensitizérů: komerčně dostupného fotosensitizéru TMPyP, nově vyvinuté fotodynamicky aktivní látky, která byla získána navázaním TPP na polystyrenové nanočástice (TPP-NPs) a kurkumínu navázaného na polymerní mikročástice PLGA. Na základě uvedených výsledků je vidět, že aPDI se jeví jako vhodná alternativa k běžné používané antibiotické léčbě. Vždy záleží na konkrétní aplikaci, daném bakteriálním kmenu, koncentraci použitého fotosensitizéru a použité plošné hustotě světelné energie.

Abstract:

The dissertation is focused on the study of the effects of photodynamic therapy, but especially on its application in the in vitro microbiology field. In my dissertation I studied antimicrobial photodynamic inactivation (aPDI) on Gram-positive and Gram-negative bacterial strains. The efficacy of aPDI was verified using three different samples: the commercially available photosensitizer TMPyP in combination with silver nanoparticles, the newly developed photosensitizer TPP bound to polystyrene nanoparticles (TPP-NPs) and curcumin bound to polymeric PLGA microparticles. The dissertation analyzed the effect of aPDI using the above samples on the inactivation of four bacterial strains - two Gram-positive methicillin-resistant Stafylococcus aureus (MRSA) and Enterococcus faecalis (ENTF) and two Gram-negative Klebsiella pneumoniae bacteria (ESBL-KP) producing broad-spectrum of b-lactamases and Pseudomonas aeruginosa (PSEA). Based on the above results, it can be seen that aPDI appears to be a suitable alternative to the commonly used antibiotic treatment. It always depends on the specific application, the given bacterial strain, the concentration of the photosensitizer used and the area density of light energy used.

Kľúčové slová

antimikrobiální fotosynamická terapie (aPDI), stříbrné nanočástice (AgNPs), polystyrenové nanočástice, polymerní nanočástice, fotosensitizér, Gram-pozitivní bakteriální kmeny, Gram-negativní bakteriální kmeny, mikroskopie atomárních sil

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: prof. RNDr. Hana Kolářová, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / odbor:
Medical Biophysics / Medical Biophysics