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Uccidere i batteri con i laser. La luce fa fronte ai patogeni resistenti agli antibiotici

Il mondo sta affrontando una crisi crescente Resistenza agli antibiotici affrontato. L'uso eccessivo di Antibiotika in medicina, nell'industria alimentare e nella cosmesi porta alla comparsa di batteri resistenti agli antibiotici. La penetrazione di antibiotici nell'ambiente, con concentrazioni in alcuni fiumi che superano di 300 volte i livelli di sicurezza, costringe i patogeni a sviluppare continuamente una resistenza agli antibiotici. Centinaia di geni di resistenza agli antibiotici batterici sono stati scoperti anche nell'intestino dei bambini. Senza nuovi antibiotici o altre soluzioni, lo scenario di persone che muoiono di nuovo per infezioni comuni o malattie attualmente innocue diventa reale.

Si usa una strategia al di fuori del repertorio chimico metodi fisici come luce ultravioletta, radiazioni gamma o calore. Sebbene questi metodi siano efficaci nell'inattivare i patogeni, causano gravi danni ai tessuti e pertanto non possono essere utilizzati nella pratica clinica.

È per questo motivo che alcuni scienziati sono interessati a questo luce visibile. A bassa intensità è delicato sui tessuti e allo stesso tempo ha la capacità di inattivare batteri, virus e altri agenti patogeni. Gli specialisti che studiano questo problema sono particolarmente interessati a Laser a femtosecondiche emettono impulsi luminosi ultracorti, la cui durata è specificata in femtosecondi (1 femtosecondo è 1/1 000 000 000 000 000 XNUMX di secondo).

 Fonte immagine: Pixabay / Fonte


I ricercatori della Washington University School of Medicine hanno dimostrato che gli impulsi ultracorti nella gamma della luce visibile - con una lunghezza d'onda di 415-425 nm - possono essere un'arma efficace contro i batteri resistenti agli antibiotici e le loro spore.


Gli scienziati ce l'hanno Laser testato su Staphylococcus aureus meticillino-resistente (MRSA) ed E. coli. Questi batteri sono molto resistenti a numerose influenze fisiche e chimiche. il Laser è stato testato anche su spore di Bacillus cereus, che possono causare intossicazioni alimentari e sono in grado di sopravvivere alla cottura. I test hanno dimostrato che Laser 99,9% dei batteri trattati con esso è inattivato.

I ricercatori spiegano che una volta che il loro laser raggiunge un certo livello di potenza, inizia a disattivare i virus. Quando la potenza aumenta, colpisce anche i batteri. Tuttavia, la sua luce rimane sicura per i tessuti umani. Solo un aumento dell'ordine di grandezza della produzione uccide le cellule. Quindi c'è una finestra terapeutica specificache consente un utilizzo sicuro.

Gli impulsi laser ultracorti inattivano gli agenti patogeni senza danneggiare le proteine ​​e le cellule umane. Immagina se il chirurgo potesse disinfettare una ferita con un laser prima di chiuderla. Penso che questa tecnologia potrebbe presto essere utilizzata per disinfettare i prodotti biologici in vitro, e in un prossimo futuro potrebbe essere utilizzata anche per disinfettare il flusso sanguigno. I pazienti potrebbero essere sottoposti a dialisi e il loro sangue potrebbe essere passato attraverso un dispositivo laser per disinfettarlo, afferma l'autore principale dello studio, Shew-Wei Tsen.

Insieme al professor Samuel Achilefu, Tsen studia l'abilità da anni impulsi laser ultracortiPer uccidere gli agenti patogeni. Hanno già dimostrato di inattivare virus e batteri "normali". Ora, in collaborazione con Shelley Haydel, professore di microbiologia presso l'Arizona State University, hanno ampliato la loro ricerca per includere spore e batteri resistenti agli antibiotici.

Virus e batteri contengono una densa concentrazione Strutture proteiche. Il laser le disattiva facendo vibrare queste strutture in modo così forte che alcuni dei legami nelle proteine ​​si rompono (denatura). Un'estremità così rotta cerca di connettersi a qualcosa il più rapidamente possibile e di solito si connette a una struttura diversa da quella a cui era collegata prima. In questo modo, all'interno e tra le proteine ​​all'interno dell'agente patogeno sorgono connessioni anomale, che portano le proteine ​​a non funzionare più correttamente e quindi l'agente patogeno a non funzionare più.

Tutto ciò che proviene dall'uomo o dagli animali può essere contaminato da agenti patogeni. Tutti i prodotti sanguigni sono testati per i patogeni prima che entrino nel corpo del paziente. Il problema, tuttavia, è che dobbiamo sapere cosa stiamo cercando. Se un nuovo virus circolasse nel sangue, come nel caso dell'HIV negli anni '1970 e '1980, potrebbe entrare nel flusso sanguigno con tali prodotti. Gli impulsi laser ultracorti sono un metodo che può essere utilizzato per garantire che i prodotti sanguigni siano privi di agenti patogeni.