Digital Tهينك Tank (DTT)

قتل البكتيريا بالليزر. يتكيف الضوء مع مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية

يواجه العالم أزمة متنامية مقاومة المضادات الحيوية واجه. الاستخدام المفرط لـ المضادات الحيوية في الطب وصناعة الأغذية ومستحضرات التجميل يؤدي إلى حدوث البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية. إن تغلغل المضادات الحيوية في البيئة ، مع تركيزات في بعض الأنهار تتجاوز المستويات الآمنة بمقدار 300 مرة ، يجبر مسببات الأمراض على تطوير مقاومة المضادات الحيوية باستمرار. تم اكتشاف المئات من الجينات المقاومة للمضادات الحيوية في أمعاء الأطفال. بدون مضادات حيوية جديدة أو حلول أخرى ، يصبح سيناريو وفاة الأشخاص مرة أخرى من عدوى شائعة أو أمراض غير ضارة حاليًا أمرًا حقيقيًا.

يتم استخدام استراتيجية خارج الذخيرة الكيميائية الطرق الفيزيائية مثل الأشعة فوق البنفسجية أو أشعة جاما أو الحرارة. في حين أن هذه الطرق فعالة في تعطيل مسببات الأمراض ، فإنها تسبب تلفًا شديدًا في الأنسجة وبالتالي لا يمكن استخدامها في الممارسة السريرية.

ولهذا السبب فإن بعض العلماء مهتمون بهذا ضوء مرئي. عند شدة منخفضة فهو لطيف على الأنسجة وفي نفس الوقت لديه القدرة على تعطيل البكتيريا والفيروسات ومسببات الأمراض الأخرى. يهتم المتخصصون الذين يدرسون هذه المشكلة بشكل خاص بـ ليزر الفيمتو ثانيةالتي تصدر نبضات ضوئية فائقة القصر ، مدتها محددة بالفيمتوثانية (1 فيمتوثانية هي 1/1 ثانية).

 مصدر الصورة: Pixabay / هؤلاء


أظهر باحثون في كلية الطب بجامعة واشنطن أن النبضات فائقة القصر في نطاق الضوء المرئي - بطول موجي يبلغ 415-425 نانومتر - يمكن أن تكون سلاحًا فعالًا ضد البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية وجراثيمها.


العلماء لديهم ذلك الليزر تم اختباره على المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) والإشريكية القولونية. هذه البكتيريا شديدة المقاومة للعديد من التأثيرات الفيزيائية والكيميائية. ال الليزر تم اختباره أيضًا على جراثيم Bacillus cereus ، والتي يمكن أن تسبب التسمم الغذائي وتكون قادرة على البقاء على قيد الحياة أثناء الطهي. أظهرت الاختبارات أن ليزر 99,9٪ من البكتيريا المعالجة به معطلة.

أوضح الباحثون أنه بمجرد وصول الليزر إلى مستوى معين من الطاقة ، يبدأ في تعطيل الفيروسات. عندما تزداد الطاقة ، فإنها تؤثر أيضًا على البكتيريا. ومع ذلك ، يظل ضوءها آمنًا للأنسجة البشرية. مجرد زيادة مقدارها في الناتج تقتل الخلايا. حتى لا يكون هناك نافذة علاجية محددةالتي تسمح بالاستخدام الآمن.

تعمل نبضات الليزر فائقة القصر على تعطيل مسببات الأمراض دون الإضرار بالبروتينات والخلايا البشرية. تخيل لو كان بإمكان الجراح تطهير الجرح بالليزر قبل إغلاقه. أعتقد أنه يمكن استخدام هذه التقنية قريبًا لتطهير المنتجات البيولوجية في المختبر ، وفي المستقبل القريب يمكن أيضًا استخدامها لتطهير مجرى الدم. يمكن أن يخضع المرضى لغسيل الكلى ويمكن تمرير دمهم عبر جهاز الليزر لتطهيره ، كما يقول المؤلف الرئيسي للدراسة ، Shew-Wei Tsen.

جنبا إلى جنب مع البروفيسور Samuel Achilefu ، كان Tsen يدرس القدرة لسنوات نبضات الليزر فائقة القصرلقتل مسببات الأمراض. لقد أظهروا بالفعل أنهم يعطلون الفيروسات والبكتيريا "الطبيعية". الآن ، بالتعاون مع Shelley Haydel ، أستاذة علم الأحياء الدقيقة في جامعة ولاية أريزونا ، قاموا بتوسيع أبحاثهم لتشمل الجراثيم والبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

تحتوي الفيروسات والبكتيريا على معبأة بشكل كثيف هياكل البروتين. يقوم الليزر بإلغاء تنشيطها عن طريق اهتزاز هذه الهياكل بقوة لدرجة أن بعض الروابط في البروتينات تنكسر (تفسد). تحاول مثل هذه النهاية المكسورة الاتصال بشيء ما في أسرع وقت ممكن وعادة ما تتصل بهيكل مختلف عن ذلك الذي كانت متصلة به من قبل. بهذه الطريقة ، تنشأ اتصالات غير طبيعية داخل وبين البروتينات داخل الممرض ، مما يؤدي إلى توقف البروتينات عن العمل بشكل صحيح وبالتالي توقف العامل الممرض عن العمل.

كل ما يأتي من البشر أو الحيوانات يمكن أن يكون ملوثًا بمسببات الأمراض. يتم اختبار جميع منتجات الدم بحثًا عن مسببات الأمراض قبل دخولها جسم المريض. لكن المشكلة هي أننا بحاجة إلى معرفة ما نبحث عنه. إذا انتشر فيروس جديد في الدم ، كما كان الحال مع فيروس نقص المناعة البشرية في السبعينيات والثمانينيات ، يمكن أن ينتقل إلى مجرى الدم بمثل هذه المنتجات. نبضات الليزر فائقة القصر هي طريقة يمكن استخدامها لضمان خلو منتجات الدم من مسببات الأمراض.