Исследователи проверили, можно ли использовать фотодинамическую терапию с метиленовым синим непосредственно в брюшной полости при инфекции после перфорации аппендикса. В эксперименте на кроликах лапароскопическое введение красителя и его последующее облучение лазером оказалось технически выполнимым и не вызвало обнаруживаемого повреждения органов. Однако лечение не привело к статистически значимому снижению количества бактерий у животных, поэтому его эффективность против внутрибрюшной инфекции пока не доказана.
Зачем искать дополнение к антибиотикам
Перфоративный аппендицит возникает, когда в воспалённом червеобразном отростке образуется отверстие и содержимое кишечника попадает в брюшную полость. Это может привести к перитониту — воспалению брюшины, обычно связанному с бактериальной инфекцией.
У детей такое осложнение нередко требует продолжительного лечения антибиотиками, а иногда — дополнительных вмешательств и длительного пребывания в больнице. При этом распространение устойчивости бактерий к противомикробным препаратам стимулирует поиск методов, способных уничтожать микроорганизмы по другим механизмам.
Группа под руководством Тимоти М. Барана (Timothy M. Baran), Корри Т. Вирта (Korry T. Wirth) и Николь А. Уилсон (Nicole A. Wilson) исследовала возможность применения антимикробной фотодинамической терапии непосредственно во время малоинвазивной операции.
Работа опубликована в журнале Lasers in Surgery and Medicine.
Как работает фотодинамическая терапия
При фотодинамической терапии (photodynamic therapy, PDT) используют светочувствительное вещество — фотосенсибилизатор. После воздействия света определённой длины волны он переходит в активное состояние и способствует образованию реактивных форм кислорода.
Эти химически активные молекулы способны повреждать структуры бактериальных клеток.
В новом исследовании фотосенсибилизатором служил метиленовый синий. Такой вариант метода называют фотодинамической терапией с метиленовым синим (methylene blue photodynamic therapy, MB-PDT).
В отличие от классических антибиотиков, её антибактериальное действие основано не на блокировании конкретной бактериальной мишени лекарственным веществом, а на локальном фотохимическом повреждении клеток. Именно поэтому этот подход рассматривается как потенциальное дополнение к лечению инфекций, в том числе вызванных устойчивыми микроорганизмами.
Исследование провели на модели перфоративного аппендицита у кроликов
В эксперимент включили 19 новозеландских белых кроликов. Исследователи хирургически моделировали перфоративный аппендицит путём перевязки аппендикса и создания перфорации с помощью электрокоагуляции.
Перитонит развился у 14 животных.
Через 24–40 часов после перфорации девять кроликов были распределены в группу фотодинамической терапии, а десять — в контрольную группу. Контрольным животным также вводили метиленовый синий, но не проводили последующее лазерное облучение.
Для MB-PDT брюшную полость промывали раствором метиленового синего в концентрации 300 мкг/мл, после чего лапароскопически освещали лазером с длиной волны 665 нм. Плотность мощности составляла 20 мВт/см², а световая доза — 25 Дж/см².
Образцы жидкости из брюшной полости собирали до вмешательства и через 24 часа после него, чтобы определить бактериальную нагрузку.
Метод удалось выполнить лапароскопически
Одна из основных задач исследования состояла не столько в доказательстве лечебной эффективности, сколько в проверке технической осуществимости и безопасности процедуры.
Авторы показали, что метиленовый синий и лазерное излучение можно доставлять в брюшную полость лапароскопическим способом.
Исследователи также разработали прототип устройства, стабилизирующего оптическое волокно. Это должно уменьшать вероятность непосредственного контакта источника света с кишечником и связанного с ним локального перегрева тканей.
При последующем гистологическом исследовании органов брюшной полости авторы не обнаружили признаков повреждения тканей, которое можно было бы отнести к фотодинамическому воздействию.
Но этот результат следует трактовать осторожно: наблюдение после процедуры было коротким, а число животных небольшим. Поэтому исследование не позволяет полностью оценить возможные редкие или отсроченные осложнения.
Количество бактерий у животных существенно не уменьшилось
Ключевое ограничение результатов заключается в том, что фотодинамическая терапия не продемонстрировала значимого антибактериального эффекта непосредственно в организме животных.
Из 19 включённых кроликов полный период последующего наблюдения завершили только десять: семь в группе MB-PDT и три в контрольной группе.
Изменение бактериальной нагрузки между группами статистически значимо не различалось (p=0,18). Иными словами, полученные данные не позволяют утверждать, что фотодинамическая терапия уменьшила количество микроорганизмов в брюшной полости.
Температура тела после вмешательства в группе MB-PDT в среднем снижалась на 0,37 °C, тогда как в контрольной группе повышалась на 0,26 °C, однако и эта разница не достигла статистической значимости (p=0,27).
Поэтому исследование нельзя рассматривать как доказательство эффективности нового лечения перитонита.
В лаборатории бактерии оказались чувствительными к терапии
Совсем другую картину исследователи получили в экспериментах вне организма.
Бактерии, выделенные из брюшной полости инфицированных животных, подвергали воздействию метиленового синего и света в лабораторных условиях. Здесь MB-PDT статистически значимо уменьшала количество бактерий всех исследованных видов (p<0,001).
Среди протестированных микроорганизмов находились и бактерии с устойчивостью к антибиотикам.
Грамположительный Enterococcus faecalis, который был наиболее устойчивым к противомикробным препаратам среди соответствующих изолятов, оказался более чувствителен к фотодинамическому воздействию, чем грамотрицательные бактерии.
Такое различие между лабораторным экспериментом и лечением живого животного показывает, насколько существенно условия организма влияют на результат терапии.
Главной проблемой оказалась доставка света
Брюшная полость имеет сложную трёхмерную структуру. Петли кишечника и другие органы перекрывают друг друга, поэтому равномерно осветить всю потенциально инфицированную поверхность одним источником света трудно.
Если метиленовый синий присутствует на участке ткани, но туда не попадает достаточная световая энергия, необходимая фотохимическая реакция не происходит.
Авторы считают усовершенствование системы доставки света одним из главных направлений дальнейшей работы. Потенциально может потребоваться устройство, позволяющее равномернее распределять свет внутри брюшной полости, не вызывая при этом перегрева и повреждения кишечника.
До применения у детей ещё далеко
Исследование было небольшим доклиническим экспериментом на животных. Оно прежде всего показывает, что лапароскопическая MB-PDT технически возможна в условиях перитонита и при использованных параметрах не вызвала выявляемого гистологического повреждения органов.
Однако наиболее важный для лечения показатель — уменьшение бактериальной нагрузки в организме — улучшить не удалось.
Следовательно, пока нет оснований рассматривать метод как альтернативу антибиотикам или стандартному хирургическому лечению перфоративного аппендицита. Для перехода к клиническому применению необходимо сначала добиться воспроизводимого антибактериального эффекта у животных, оптимизировать доставку света и значительно подробнее изучить безопасность.
Тем не менее лабораторная активность против различных бактерий показывает, почему фотодинамические методы продолжают рассматривать как возможное дополнение к существующим противомикробным стратегиям. Другие подходы, направленные на обход лекарственной устойчивости, также активно исследуются: например, бактериофаги изучают как средство борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями.
Литература
Baran T. M., Wirth K. T., Byrne M. M., Gertsen B., Wang E. Y., Hawryluk D. S., Pavelka M. S., Wilson N. A. Laparoscopic Methylene Blue Photodynamic Therapy for Intraabdominal Infection: A Preclinical Feasibility Study in a Rabbit Model of Perforated Appendicitis // Lasers in Surgery and Medicine. — 2026. — P. 1–12. — DOI: 10.1002/lsm.70157.