DIgital Tхромать Tанк (DTT)

Убийство бактерий с помощью лазера. Свет справляется с устойчивыми к антибиотикам болезнетворными микроорганизмами

Мир сталкивается с нарастающим кризисом Устойчивость к антибиотикам столкнулся. Чрезмерное использование Antibiotika в медицине, пищевой промышленности и косметике приводит к возникновению устойчивые к антибиотикам бактерии. Проникновение антибиотиков в окружающую среду, концентрация которых в некоторых реках превышает безопасный уровень в 300 раз, вынуждает патогены постоянно развивать устойчивость к антибиотикам. Сотни генов бактериальной устойчивости к антибиотикам были обнаружены даже в кишечнике детей. Без новых антибиотиков или других решений сценарий, когда люди снова умрут от обычных инфекций или в настоящее время безвредных болезней, становится реальностью.

Стратегия вне химического репертуара - это использование физические методы такие как ультрафиолетовый свет, гамма-излучение или тепло. Хотя эти методы эффективны в инактивации патогенов, они вызывают серьезное повреждение тканей и поэтому не могут использоваться в клинической практике.

Вот почему некоторые ученые заинтересованы в этом видимый свет. При низкой интенсивности он нежно воздействует на ткани и в то же время обладает способностью инактивировать бактерии, вирусы и другие патогены. Специалистов, изучающих эту проблему, особенно интересуют Фемтосекундный лазеркоторые излучают ультракороткие световые импульсы, длительность которых указывается в фемтосекундах (1 фемтосекунда равна 1/1 000 000 000 000 000 секунд).

 Источник изображения: Pixabay / Источник


Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета показали, что ультракороткие импульсы в видимом диапазоне света - с длиной волны 415-425 нм - могут быть эффективным оружием против устойчивых к антибиотикам бактерий и их спор.


У ученых есть это Лазер протестировано на метициллин-устойчивом золотистом стафилококке (MRSA) и E. coli. Эти бактерии очень устойчивы к многочисленным физическим и химическим воздействиям. в Лазер был также протестирован на спорах Bacillus cereus, которые могут вызывать пищевое отравление и способны выжить при приготовлении пищи. Испытания показали, что Лазер 99,9% бактерий, обработанных им, инактивируется.

Исследователи объясняют, что как только их лазер достигает определенного уровня мощности, он начинает деактивировать вирусы. Когда мощность увеличивается, это также влияет на бактерии. Однако его свет остается безопасным для тканей человека. Увеличение производительности всего на порядок убивает клетки. Так что есть конкретное терапевтическое окночто позволяет безопасно использовать.

Ультракороткие лазерные импульсы инактивируют патогены, не повреждая белки и клетки человека. Представьте, что хирург мог бы продезинфицировать рану лазером перед ее закрытием. Я думаю, что вскоре эту технологию можно будет использовать для дезинфекции биологических продуктов in vitro, а в ближайшем будущем ее также можно будет использовать для дезинфекции кровотока. Пациенты могли пройти диализ, а их кровь можно было пропустить через лазерное устройство для дезинфекции, говорит ведущий автор исследования Шоу-Вей Цен.

Вместе с профессором Сэмюэлем Ачилефу Цен изучает эту способность в течение многих лет. ультракороткие лазерные импульсыЧтобы убить болезнетворные микроорганизмы. Они уже показали, что инактивируют вирусы и «нормальные» бактерии. Теперь, в сотрудничестве с профессором микробиологии Шелли Хейдел из Университета штата Аризона, они расширили свои исследования, включив споры и устойчивые к антибиотикам бактерии.

Вирусы и бактерии содержат плотно упакованные Белковые структуры. Лазер дезактивирует их, так сильно вибрируя эти структуры, что некоторые связи в белках разрываются (денатурируют). Такой сломанный конец пытается подключиться к чему-либо как можно быстрее и обычно подключается к другой структуре, чем та, к которой он был подключен раньше. Таким образом, аномальные связи возникают внутри и между белками внутри патогена, что приводит к тому, что белки больше не работают должным образом, и, следовательно, патоген перестает работать.

Все, что исходит от людей или животных, может быть заражено патогенами. Все продукты крови проверяются на патогены до того, как они попадут в организм пациента. Однако проблема в том, что нам нужно знать, что мы ищем. Если в крови циркулировал новый вирус, как это было в случае с ВИЧ в 1970-х и 1980-х годах, он мог попасть в кровоток с такими продуктами. Ультракороткие лазерные импульсы - это метод, с помощью которого можно убедиться, что продукты крови не содержат патогенов.