הרג חיידקים בלייזר. אור מתמודד עם פתוגנים עמידים לאנטיביוטיקה

העולם עומד בפני משבר הולך וגובר עמידות לאנטיביוטיקה מתמודד. השימוש המופרז ב אַנְטִיבִּיוֹטִיקָה ברפואה, בתעשיית המזון ובקוסמטיקה מוביל להתרחשות של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה. חדירת אנטיביוטיקה לסביבה, כאשר ריכוזים בחלק מהנהרות עולים על הרמות הבטוחות פי 300, מאלצת את הפתוגנים לפתח ללא הרף עמידות לאנטיביוטיקה. מאות גנים של עמידות לאנטיביוטיקה חיידקית אף התגלו במעיים של ילדים. ללא אנטיביוטיקה חדשה או פתרונות אחרים, התרחיש של אנשים שמתים שוב מזיהומים נפוצים או ממחלות כרגע לא מזיקות הופך לאמיתי.

אסטרטגיה מחוץ לרפרטואר הכימי היא שימוש שיטות פיזיות כגון אור אולטרה סגול, קרינת גמא או חום. בעוד ששיטות אלו יעילות בהשבתת פתוגנים, הן גורמות לנזק חמור לרקמות ולכן לא ניתן להשתמש בהן בפרקטיקה הקלינית.

מסיבה זו כמה מדענים מתעניינים בכך אור נראה. בעוצמה נמוכה הוא עדין לרקמה ובמקביל בעל יכולת להשבית חיידקים, וירוסים ומחוללי מחלות אחרים. מומחים החוקרים בעיה זו מתעניינים במיוחד לייזר פמט שנייהשפולטות פעימות אור קצרות במיוחד, שמשך הזמן שלהן מצוין בפמט-שניות (פמט-שנייה אחת היא 1/1 שנייה).

 מקור תמונה: Pixabay / אלה


חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון הראו שפולסים קצרים במיוחד בטווח האור הנראה - עם אורך גל של 415-425 ננומטר - יכולים להיות נשק יעיל נגד חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה והנבגים שלהם.


למדענים יש את זה לייזר נבדק על Staphylococcus aureus (MRSA) ו-E. coli עמידים למתיצילין. חיידקים אלה עמידים מאוד בפני השפעות פיזיקליות וכימיות רבות. ה לייזר נבדק גם על נבגי Bacillus cereus, שעלולים לגרום להרעלת מזון ומסוגלים לשרוד בישול. הבדיקות הראו כי לייזר 99,9% של החיידקים שטופלו בו מושבת.

החוקרים מסבירים שברגע שהלייזר שלהם מגיע לרמה מסוימת, הוא מתחיל לנטרל וירוסים. כאשר הכוח גדל, זה משפיע גם על החיידקים. עם זאת, האור שלו נשאר בטוח עבור רקמה אנושית. רק עלייה בסדר גודל בתפוקה הורגת תאים. אז יש חלון טיפולי ספציפיהמאפשר שימוש בטוח.

פעימות לייזר קצרות במיוחד משביתות פתוגנים מבלי לפגוע בחלבונים ובתאים אנושיים. תארו לעצמכם אם המנתח היה יכול לחטא פצע בלייזר לפני סגירתו. אני חושב שטכנולוגיה זו תוכל לשמש בקרוב לחיטוי מוצרים ביולוגיים במבחנה, ובעתיד הקרוב ניתן יהיה להשתמש בה גם לחיטוי זרם הדם. חולים יכולים לעבור דיאליזה ודמם יכול לעבור דרך מכשיר לייזר כדי לחטא אותו, אומר המחבר הראשי של המחקר, שו-וויי צן.

יחד עם פרופסור סמואל אכילפו, צן לומד את היכולת כבר שנים פולסי לייזר קצרים במיוחדלהרוג פתוגנים. הם כבר הראו שהם משביתים וירוסים וחיידקים "רגילים". כעת, בשיתוף עם אוניברסיטת אריזונה סטייט, פרופסור למיקרוביולוגיה שלי היידל, הם הרחיבו את המחקר שלהם לכלול נבגים וחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.

וירוסים וחיידקים מכילים צפופים מבני חלבון. הלייזר משבית אותם על ידי רטט מבנים אלה בצורה כה חזקה עד שחלק מהקשרים בחלבונים נשברים (דנטורציה). קצה שבור כזה מנסה להתחבר למשהו כמה שיותר מהר ולרוב מתחבר למבנה שונה מזה שהיה מחובר אליו קודם. בדרך זו נוצרים קשרים חריגים בתוך ובין החלבונים בתוך הפתוגן, מה שמוביל לכך שהחלבונים אינם פועלים עוד כראוי ובכך הפתוגן אינו פועל יותר.

כל מה שמגיע מבני אדם או מבעלי חיים יכול להיות מזוהם בפתוגנים. כל מוצרי הדם נבדקים לאיתור פתוגנים לפני שהם חודרים לגופו של המטופל. עם זאת, הבעיה היא שאנחנו צריכים לדעת מה אנחנו מחפשים. אם נגיף חדש הסתובב בדם, כפי שהיה במקרה של HIV בשנות ה-1970 וה-1980, הוא עלול להיכנס לזרם הדם עם מוצרים כאלה. פעימות לייזר קצרות במיוחד הן שיטה שניתן להשתמש בה כדי להבטיח שמוצרי הדם נקיים מפתוגנים.

הדפסה