レーザーでバクテリアを殺します。 光は抗生物質耐性病原体に対処します

世界はますます危機に直面しています 抗生物質耐性 直面した。 の過度の使用 抗生物質 医学、食品産業、化粧品では、 抗生物質耐性菌。 抗生物質が環境に浸透すると、一部の河川の濃度が安全レベルを300倍超え、病原体は抗生物質耐性を継続的に発生させます。 何百もの細菌性抗生物質耐性遺伝子が子供の腸でさえ発見されています。 新しい抗生物質や他の解決策がなければ、人々が一般的な感染症や現在無害な病気で再び死ぬというシナリオが現実のものになります。

化学レパートリー以外の戦略は使用です 物理的方法 紫外線、ガンマ線、熱など。 これらの方法は病原体を不活化するのに効果的ですが、深刻な組織損傷を引き起こすため、臨床診療では使用できません。

一部の科学者がこれに興味を持っているのはこのためです 可視光。 低強度では、組織に優しく、同時にバクテリア、ウイルス、その他の病原体を不活化する能力があります。 この問題を研究している専門家は特に興味があります フェムト秒レーザー超短光パルスを放出し、その持続時間はフェムト秒で指定されます（1フェムト秒は1/1 000 000 000 000 000秒です）。

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ワシントン大学医学部の研究者は、可視光範囲の超短パルス（波長415〜425 nm）が、抗生物質耐性菌とその胞子に対する効果的な武器になり得ることを示しました。

科学者はそれを持っています レーザ メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）と大腸菌でテスト済み。 これらのバクテリアは、多くの物理的および化学的影響に対して非常に耐性があります。 the レーザ また、食中毒を引き起こす可能性があり、調理に耐えることができるセレウス菌の胞子でテストされました。 テストは、 レーザー99,9％ それで処理された細菌の不活化されています。

研究者たちは、レーザーが特定のレベルの出力に達すると、ウイルスを非活性化し始めると説明しています。 パワーを上げるとバクテリアにも影響を与えます。 しかし、その光は人間の組織にとって安全なままです。 出力がXNUMX桁増えるだけで、細胞が死滅します。 だからあります 特定の治療ウィンドウ安全に使用できます。

超短レーザーパルスは、人間のタンパク質や細胞に損傷を与えることなく病原体を不活化します。 外科医が傷口を閉じる前にレーザーで傷口を消毒できるかどうか想像してみてください。 この技術はすぐにinvitroで生物学的製品を消毒するために使用される可能性があり、近い将来、血流を消毒するためにも使用される可能性があると思います。 患者は透析を受ける可能性があり、彼らの血液はそれを消毒するためにレーザー装置を通過する可能性がある、と研究の筆頭著者であるShew-WeiTsenは述べています。

サミュエル・アチレフ教授と一緒に、ツェンは何年もの間その能力を研究してきました 超短レーザーパルス病原体を殺すため。 彼らはすでにウイルスや「正常な」バクテリアを不活化することを示しています。 現在、アリゾナ州立大学の微生物学教授であるシェリー・ヘイデルと共同で、彼らは胞子と抗生物質耐性菌を含むように研究を拡大しました。

ウイルスやバクテリアは密集して含まれています タンパク質の構造。 レーザーは、これらの構造を非常に強く振動させることによってそれらを非活性化し、タンパク質の結合の一部が切断されます（変性）。 そのような壊れた端は、できるだけ早く何かに接続しようとし、通常、以前に接続されていたものとは異なる構造に接続します。 このようにして、病原体内のタンパク質内およびタンパク質間で異常な接続が発生し、タンパク質が適切に機能しなくなり、病原体が機能しなくなります。

人間や動物に由来するものはすべて、病原体で汚染されている可能性があります。 すべての血液製剤は、患者の体内に入る前に病原体について検査されます。 ただし、問題は、探しているものを知る必要があることです。 1970年代と1980年代のHIVの場合のように、新しいウイルスが血中を循環した場合、そのような製品で血流に侵入する可能性があります。 超短レーザーパルスは、血液製剤に病原体がないことを確認するために使用できる方法です。