Two-Pronged Dormant Photosensitizer-Antibiotic Bacterial Inactivation: Mechanism, Dosage, and Cellular Evolution Visualized at the Single-Cell Level
Notice bibliographique
Résumé
Innovative therapeutic approaches are required to battle the rise of antibiotic-resistant bacterial strains. Tapping on reactive oxygen species (ROS) generation in bacteria induced by bactericidal antibiotics, here we report a two-pronged strategy for bacterial inactivation relying on the synergistic combination of a bactericidal antibiotic and newly designed dormant photosensitizers (DoPSs) that activate in the presence of ROS. Intramolecular quenching renders DoPS inert in the presence of light. ROS trapping by DoPS aborts the quenching mechanism unmasking, in equal proportions, singlet oxygen ( 1 O 2 ) sensitization and fluorescence emission. Juxtaposed antioxidant-prooxidant activity built within our DoPS enables (i) initial activation of a few molecules by ROS and (ii) subsequent rapid activation of all DoPS in a bacterium via a domino effect mediated by photogenerated 1 O 2 . Bulk colony forming unit studies employing the minimum inhibitory concentration of the antibiotic illustrate rapid and selective inactivation of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa only in the presence of light, antibiotic, and DoPS. Single-cell, real-time imaging studies on E. coli reveal an autocatalytic progression of DoPS activation from focal points, providing a unique amplification system for sensing. Single-cell analysis further illustrates the impact of DoPS cellular loading on the rate of DoPS activation and cell death times and on the 1 O 2 dosing necessary for cell death to occur. Our two-pronged therapy discriminates based on cell metabolites and has the potential to result in lower toxicity, pave the way to reduced drug resistance, and provide insightful mechanistic information about bacterial membrane response to 1 O 2 .
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».