Effets anti-inflammatoires de la thérapie photodynamique antimicrobienne

parodontite adulte INTRODUCTIONChronic est généralement entendu résulter de la présence de biofilms bactériens Gram-négatifs subgingivaux proliférantes au epithelium.1 jonctionnel Ces biofilms sont formés lorsque les microbes colonisant s'encapsulent contre les surfaces radiculaires et épithéliales dans une matrice composée de polysaccharides sécrétées, des protéines, et des acides nucléiques. À proximité d'une cellule microbienne à un autre échange d'informations permet par quorum sensing et le transfert de l'ADN plasmidique, avec résultant des avantages de survie sont conférées dans l'ensemble colony.2 Etant donné que les micro-organismes situés dans les couches centrales du biofilm sont souvent dans la croissance de la phase de latence avec une faible métabolique le chiffre d'affaires, les microbicides topiques ont tendance à endommager ou détruire seulement les microbes de surface laissant les couches sous-jacentes intacte. Ultrastructure réticulé du biofilm engendre l'adhérence tissulaire tenace et à l'exclusion physique de substances.3,4 antimicrobiens et Sedlacek Walker5 a démontré que tuer des souches bactériennes dans l'organisation du biofilm nécessaire jusqu'à 250 fois la concentration en antibiotique que les mêmes souches cultivées planctonique. Lorsque l'état d'équilibre biofilms multi-espèces ont été traités avec l'amoxicilline /clavulanate et amoxicilline /métronidazole, jusqu'à 50 pour cent des bactéries retenues viabilité après sept jours. En conséquence, le traitement non chirurgical de la parodontite repose principalement sur débridement mécanique (détartrage et surfaçage radiculaire) .6
Alors que de nombreux patients réagissent bien à débridement mécanique complète, une sous-population de patients continue de démontrer la dégradation des tissus parodontale chronique. Ces patients présentent souvent des prédisposant factors7 de risque tels que le tabagisme, le diabète, les facteurs héréditaires, une maladie systémique et ainsi de suite; 8 facteurs locaux tels que malocclusion, préparation prothétique insuffisante, et /ou une surinfection chronique persistante avec un ou plusieurs pathogènes espèces peuvent également être impliqués .9 mise à l'échelle et le surfaçage radiculaire a été démontré à quitter la fois calculus10 et bacteria11 derrière dans la zone traitée, et aussi d'ouvrir tubules dentinaires, ce qui permet l'invasion par les pathogènes parodontaux résiduels avec recolonisation sous-gingival peu thereafter.12 dans l'hôte phénotypiquement sensibles, une inflammation continue la réponse peut se produire que va de pair avec une augmentation soutenue de la fréquence gingival d'écoulement du fluide gingival, 13 comme la microvascularisation locale réagit à protéolytique des enzymes, des cytokines et d'autres facteurs pro-inflammatoires. L'impact de contrôle efficace de l'inflammation locale est reflétée dans les marqueurs d'inflammation de phase aiguë systémiques telles que la protéine C réactive (CRP, un activateur du complément proportionnel au taux plasmatiques de l'IL-6, ne se produit pas dans les tissus gingivaux). Les patients répondant bien à débridement mécanique avec une réduction des symptômes de l'inflammation locale montrent des réductions significatives des taux circulants de CRP. Les patients qui ne démontrent pas la réduction de la CRP présentent également la résolution de la maladie pauvre sur les indices cliniques standard de saignement au sondage, l'augmentation du niveau et de la réduction pièce jointe dans la profondeur des poches. La réponse inflammatoire systémique (reflétant le niveau de sous-gingivale infection /inflammation) peut être amplifié par la sensibilité individuelle et des facteurs de risque associés à chaque patient. Le tabagisme, indice de masse corporelle, l'âge et le transport de polymorphismes spécifiques dans l'IL-1A et IL-6 régions promotrices sont associées à des augmentations de CRP sérique, et le titre de la CRP a donc joué un rôle important en tant que facteur prédictif d'événements coronariens futurs dans aNTIMICROBIENS tHÉRAPIE pHOTODYNAMIQUE de populations.14 santé (aPDT) les premières études de la thérapie photodynamique comme une modalité antimicrobien (aPDT) ont été publiés dans le milieu à la fin 1980s.15,16 Plus de 400 photosensibilisants différents sont connus, 17 y compris les colorants, les médicaments , les cosmétiques, les produits chimiques et de nombreuses substances naturelles telles que l'hypericine (trouvé dans le millepertuis, une plante vivace largement connu comme un traitement à base de plantes pour la dépression légère). Le Periowave & trade; système aPDT a d'abord été introduit sur le marché par Ondine Biomedical Inc., Vancouver B.C. en 2006, et les applications de aPDT en dentisterie ont connu une croissance rapide depuis ce temps, y compris le diagnostic et le traitement du cancer par voie orale, le traitement de la leucoplasie orale, le traitement des oral lichen plan, et le traitement de la maladie parodontale, la gingivite, la péri-implantite, infections endodontiques, et une variété d'infections bactériennes, fongiques et infections.18 virale les attributs clés de aPDT comprennent une grande efficacité contre les biofilms, d'éviter les problèmes de résistance qui affligent l'utilisation des antibiotiques et l'activation des deux bras innées et adaptatives du system.19 immunitaire Dans les applications oncotherapeutic, HAP a été démontrée pour induire la production de cytokines et de chimiokines qui attirent et activent les neutrophiles, les 20 macrophages21 et des cellules dendritiques, 22 conduisant, dans certains cas, à la production d'un antigène tumoral spécifique de la réponse immunitaire et la suppression des tumeurs, 23 durcissement de tumors24 métastatique et incroyablement, même régression de BASIC PHOTODYNAMICSFigure de tumors.25 établi distant 1 montre les photodynamique de base impliqués dans aPDT. Une molécule de photosensibilisant, avec l'absorption de photons de lumière rouge apparaît sur la figure de gauche, ce qui provoque des électrons à "pomper" du P0 de l'état normal du sol à un état excité, 1P0. Le photosensibilisateur "activé" peut alors s'engager dans de nombreux types différents de réactions chimiques qui détruisent les parois cellulaires des micro-organismes, tels que des réactions de transfert d'électrons. Une seconde voie d'activation existe également, lorsque les transferts d'énergie du sensibilisateur dans un procédé de résonance entourant l'oxygène moléculaire. Les molécules d'oxygène à son tour «pompe» à leur état excité, générant de l'oxygène singulet & mdash; un oxydant puissant capable de détruire directement les bactéries, les virus et les champignons par des réactions de peroxydation mortelles.
Parce que l'oxygène singlet diffuse seulement de très courtes distances avant de réagir, les effets de aPDT sont très localisée. Le Periowave & trade; photosensibilisant est préférentiellement absorbée par les membranes cellulaires bactériennes sur les cellules humaines, parce que le (cationique) sensibilisateur chargé positivement est électrostatiquement attiré par la charge négative (anionique) des cellules bactériennes (membranes cellulaires humaines sont zwitterionique, en prenant beaucoup moins sensibilisateur et donc de minimiser tout dommage). Les réactions destructrices causées par l'oxygène singulet sont donc sélective aux microbes tachés. L'effet destructeur est encore amplifié par l'effet "PDT bystander", découvert par Christensen et Moan en 1979,26 Les auteurs ont démontré un processus d'inactivation de coopération entre les cellules dans un microcolonies donné, le plus probablement médiée par photoproduits ou transfert des enzymes lysosomales entre les cellules confluentes toxiques. L'effet bystander provoque une amélioration de la destruction significative, importante dans les biofilms, réticulés difficiles associés à la maladie parodontale. Parce que les différents mécanismes de destruction agissent principalement en dehors de la cellule, au niveau de la membrane cellulaire, la létalité est affectée par la phase de PERTURBATION du organism.27 DE BACTÉRIES VIRULENCE FACTORSOne des facteurs clés de différenciation aPDT de la thérapie antibiotique de croissance est le fait aPDT qui a été montré pour inactiver les bactéries directement, ainsi que la virulence bactérienne des facteurs responsables du déclenchement de l'inflammation. Les facteurs de virulence clés de P. gingivalis
comprennent le lipopolysaccharide cytotoxine ( «endotoxine bactérienne ou LPS»), des enzymes protéolytiques, et de nombreux composés de faible poids moléculaire toxiques tels que le sulfure d'hydrogène et d'ammoniac. Les proteases, en particulier, sont considérées comme responsables de la majorité des lésions des tissus parodontaux. LPS peuvent être libérés de bactéries Gram-négatives lorsque les cellules sont tuées par des antibiotiques et des antiseptiques classiques, et l'effet toxique résultant peut être suffisamment importante pour être mortelle pour un patient.28 Parce que aPDT détruit les LPS et d'autres facteurs de virulence eux-mêmes, ce toxique effet secondaire est minimisée.
des études ont montré que aPDT peut réduire l'activité protéolytique totale de P. gingivalis
à zéro, en utilisant uniquement de faibles niveaux de lumière et de diluer les résultats similaires photosensibilisateurs ont été obtenus lors de l'évaluation de l'activité de proteinase Arginine spécifique de P. gingivalis
après traitement aPDT.29 des deux facteurs de virulence sous-jacents ainsi que l'organisme responsable réunit deux de la première ligne la plus réussie des approches dans la prise en charge clinique de la maladie parodontale réfractaire.
CRP RÉDUCTION étude VIVOClinical de le Periowave & trade; photodésinfection système30 chez 28 patients systémique sains a montré une diminution significative de plusieurs marqueurs inflammatoires de phase aiguë, y compris CRP, au point de suivi de six mois, comparativement à SRP seul. Deux cycles de aPDT au cours de la même séance de traitement ont été nécessaires pour produire cet effet à long terme. Le traitement aPDT a été très efficace, avec zéro sites de défauts nécessitant un traitement supplémentaire dans le bras aPDT à six mois. À noter, les patients ont été sélectionnés à partir d'une cohorte subissant un traitement d'entretien à long terme pour la parodontite chronique de l'adulte et ont donc reçu de nombreuses procédures de débridement mécaniques pendant de nombreuses années avant de recevoir le traitement aPDT
HOST CYTOKINE INACTIVATIONPeriowave & trade. aPDT a été démontrée pour inactiver directement cytokines31 pro-inflammatoire dans un test ELISA bien validé basé sur l'expression E-sélectine dans les cellules humaines de la veine ombilicale endothéliales (HUVEC). Les cultures vivantes de P. gingivalis
ont été évalués simultanément pour leur activité de la protéase en utilisant un dosage fluorescent. Les résultats ont démontré que les cytokines pro-inflammatoires clés pourraient être complètement inactivées plus de 60 secondes de traitement, tandis que 4-log 10 (99,99 pour cent) l'inactivation de P. gingivalis
a été atteint simultanément. Une comparaison entre kill bactérienne et l'inhibition de la protéase pour le traitement tant aPDT et 350 & mu; g /ml de minocycline (un dérivé de la tétracycline semi-synthétique couramment utilisé pour traiter les infections parodontales et réprimer la protéase) a été réalisée et est reproduit avec l'autorisation de la figure 2. Les résultats démontrés largement inhibition supérieure de la protéase en utilisant aPDT, sans endommager la nature bactéricide de l'antibiotique, et une amplification synergique de l'inhibition de la protéase lorsque les deux modalités ont été utilisés simultanément.
INNATE IMMUNITÉ INDUCTION (aPDT "VACCINATION") Dans une development19 importante et récente, les chercheurs a démontré que aPDT peut conférer une protection contre les infections à profit futures par induction d'une réponse immunitaire innée protectrice contre les agents pathogènes bactériens. L'effet était dose-sensible à l'activation de lumière, atteignant un pic à 50 J /cm2, la fluence optique utilisé dans le Periowave & trade; système avec le même sensibilisateur phénothiazinium. Les animaux qui avaient reçu un traitement optimal aPDT un jour avant l'infection ont été en mesure de localiser immédiatement, puis supprimer inoculations de SARM virulentes, alors que les animaux témoins ont été incapables de le faire. Les chercheurs ont montré que le régime aPDT activé toute la série séquentielle de l'accumulation, la migration et l'activation des neutrophiles dans le site de l'infection, et que la procédure ne nuisent pas aux neutrophiles eux-mêmes. Poursuivant ce travail élégant, les chercheurs ont préparé des anticorps contre les facteurs responsables pour attirer chimiotactiquement neutrophiles vers les sites d'infection, et a montré que ce blocus a éliminé l'effet protecteur. Ces résultats indiquent que aPDT peut fortement activer les mécanismes de défense de l'hôte innées contre l'infection microbienne, et conduit à la spéculation que les patients traités avec aPDT peuvent devenir de moins en moins sensibles aux infections futures, indépendamment du micro-organisme impliqué. En fait, cet effet a pu être noté il y a plusieurs années, dans des études évaluant l'effet de aPDT sur l'herpès orolabiale éclosions simplex. Il a été noté dans cette étude que les épidémies récurrentes jamais eu lieu sur le même site que treatment.32 préalable de contrôle CONCLUSIONClinical des biofilms principalement Gram-négatives dans la parodontite chronique adulte est souvent difficile. débridement mécanique laisse beaucoup de pathogènes parodontaux, l'accès aux poches profondes, furcations et des lésions péri-implantaires est anatomiquement limitée, et des agents chimiothérapeutiques tels que des antibiotiques peut être déplacé par le fluide gingival ou lié à des fractions protéiques, ce qui réduit leur efficacité. infections persistantes chroniquement avec un ou plusieurs pathogènes espèces résultats souvent. Ces agents pathogènes régulent positivement la production d'enzymes protéolytiques, des cytokines et d'autres facteurs pro-inflammatoires afin de soutenir leur croissance continue, entraînant une inflammation avec un large impact sur la physiologie systémique. marqueurs inflammatoires phase aiguë tels que la CRP, potentiellement prédictive d'événements coronariens futurs, peuvent être amplifiés par la sensibilité individuelle et des facteurs de risque associés à chaque patient parodontale.
antimicrobienne PDT a été montré pour tuer rapidement et efficacement les micro-organismes situés dans parodontale biofilms et détruire les facteurs de virulence produits par ces agents pathogènes. L'approche peut inhiber directement LPS, ce qui réduit le risque de choc cytotoxique, et peut réduire considérablement l'activité de la protéase, ce qui minimise le risque d'une détérioration des tissus. suppression de haut niveau de cytokines pro-inflammatoires restaure la chimiotaxie des neutrophiles et activation. À long terme (six mois) la suppression de CRP sérique a été démontrée après Periowave & trade; aPDT, reliant la réduction de l'inflammation parodontale à risque coronarien réduit. Un effet du vaccin comme local a été récemment découvert, où le traitement aPDT induit une réponse immunitaire innée puissante capable de bloquer la réapparition de la maladie sur le même site. La combinaison de la capacité antimicrobienne puissante, la suppression de l'inflammation et de l'immunité innée induction fournit un complément cliniquement utile pour SRP dans le traitement des maladies parodontales. OH
Dr. Loebel est le Chief Technology Officer et Président de Ondine Biomedical Inc., fabricant du Periowave & trade; système de photodésinfection)
Santé bucco-dentaire se félicite de cet article original

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