Ультракороткие лазерные импульсы уничтожают супербактерии, не повреждая клетки человека

blank

Антибиотики были одним из важнейших изобретений 20-го века, но их эффективность резко падает по мере того, как бактерии вырабатывают к ним устойчивость. Теперь исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе показали, что ультракороткие импульсы лазерного света могут убивать бактерии и вирусы, не повреждая клетки человека.

Рост числа «супербактерий» с множественной лекарственной устойчивостью — это надвигающийся кризис здоровья, который, согласно некоторым исследованиям, может унести до 10 миллионов жизней в год к 2050 году.

Новые антибиотики постоянно находятся в разработке, но это только решает проблему. Чтобы разорвать петлю, ученые исследуют другие методы уничтожения бактерий, к которым они не могут развить устойчивость, — физические атаки, такие как зазубренные материалы , синтетические полимеры , молекулярные сверла , измельчители жидких металлов , отравленные молекулы стрел и покрытия из черного фосфора.

И теперь, возможно, мы сможем добавить к этому списку лазеры. Вашингтонские исследователи ранее изучали, как ультракороткие импульсы лазерного света могут убивать вирусы и обычные бактерии, но в новом исследовании они изучали, насколько хорошо они могут уничтожать устойчивые к антибиотикам бактерии, а также трудноубиваемые бактериальные споры.

Команда сосредоточила свое внимание на двух конкретных видах супербактерий: Staphylococcus aureus (MRSA) с множественной лекарственной устойчивостью и E. coli , продуцирующей ESBL , каждый из которых представляет одну из двух основных категорий бактерий, грамположительных и грамотрицательных. Они также нацелены на споры Bacillus cereus , которые являются болезнетворными микроорганизмами пищевого происхождения, которые могут выжить при варке или приготовлении пищи.

И действительно, лазерные импульсы уничтожили более 99,9% каждого микроба. Команда утверждает, что этот метод работает, потому что лазеры возбуждают белковые структуры внутри вирусов и бактерий, вызывая разрыв некоторых из их молекулярных связей. Поскольку разорванные концы соединяются почти случайным образом, функция белка внутри микроба отключается, убивая их.

Важно отметить, что лазерные импульсы не вредят человеческим клеткам — ученые говорят, что они должны быть на несколько порядков мощнее, прежде чем они будут представлять для нас угрозу. Это может сделать их более безопасной дезинфицирующей альтернативой агрессивным химическим веществам, радиации или теплу.

«Лазерная технология с ультракороткими импульсами уникальным образом инактивирует патогены, сохраняя при этом человеческие белки и клетки», — говорит Шоу-Вей Цен, первый автор исследования. «Представьте себе, если бы перед закрытием хирургической раны мы могли сканировать лазерным лучом все это место и еще больше снизить вероятность заражения. Я вижу, что скоро эта технология будет использоваться для дезинфекции биологических продуктов in vitro и даже для лечения инфекций кровотока в будущем, помещая пациентов на диализ и пропуская кровь через устройство для лазерной обработки ».

Исследование было опубликовано в Journal of Biophotonics .

Поделиться

Источник