Matar bacterias con láseres. La luz hace frente a los patógenos resistentes a los antibióticos.

El mundo se enfrenta a una crisis creciente Resistencia antibiótica enfrentado. El uso excesivo de Antibióticos en medicina, industria alimentaria y cosmética conduce a la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos. La penetración de antibióticos en el medio ambiente, con concentraciones en algunos ríos que exceden los niveles seguros en 300 veces, obliga a los patógenos a desarrollar continuamente resistencia a los antibióticos. Incluso se han descubierto cientos de genes bacterianos de resistencia a los antibióticos en los intestinos de los niños. Sin nuevos antibióticos u otras soluciones, el escenario de personas que mueren nuevamente por infecciones comunes o enfermedades actualmente inofensivas se vuelve real.

Una estrategia fuera del repertorio químico es utilizar métodos físicos como la luz ultravioleta, la radiación gamma o el calor. Si bien estos métodos son efectivos para inactivar patógenos, causan daño tisular severo y, por lo tanto, no pueden usarse en la práctica clínica.

Es por esta razón que algunos científicos están interesados ​​en este luz visible. A baja intensidad, es suave con el tejido y al mismo tiempo tiene la capacidad de inactivar bacterias, virus y otros patógenos. Los especialistas que estudian este problema están especialmente interesados ​​en Láser de femtosegundoque emiten pulsos de luz ultracortos, cuya duración se especifica en femtosegundos (1 femtosegundo es 1/1 000 000 000 000 000 de segundo).

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Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington han demostrado que los pulsos ultracortos en el rango de la luz visible, con una longitud de onda de 415-425 nm, pueden ser un arma eficaz contra las bacterias resistentes a los antibióticos y sus esporas.

Los científicos tienen eso Láser probado en Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) y E. coli. Estas bacterias son muy resistentes a numerosas influencias físicas y químicas. el Láser también se probó en esporas de Bacillus cereus, que pueden causar intoxicación alimentaria y pueden sobrevivir a la cocción. Las pruebas han demostrado que el Láser 99,9% de las bacterias tratadas con él se inactiva.

Los investigadores explican que una vez que su láser alcanza un cierto nivel, comienza a desactivar los virus. Cuando aumenta la potencia, también afecta a las bacterias. Sin embargo, su luz sigue siendo segura para el tejido humano. Solo un aumento de un orden de magnitud en la producción mata las células. Entonces alli esta una ventana terapéutica específicaque permite un uso seguro.

Los pulsos de láser ultracortos inactivan los patógenos sin dañar las proteínas y células humanas. Imagínese si el cirujano pudiera desinfectar una herida con un láser antes de cerrarla. Creo que esta tecnología podría usarse pronto para desinfectar productos biológicos in vitro, y en un futuro cercano también podría usarse para desinfectar el torrente sanguíneo. Los pacientes podrían someterse a diálisis y su sangre podría pasar a través de un dispositivo láser para desinfectarla, dice el autor principal del estudio, Shew-Wei Tsen.

Junto con el profesor Samuel Achilefu, Tsen ha estado estudiando la habilidad durante años pulsos láser ultracortosPara matar patógenos. Ya han demostrado que inactivan virus y bacterias "normales". Ahora, en colaboración con Shelley Haydel, profesora de microbiología en la Universidad Estatal de Arizona, han ampliado su investigación para incluir esporas y bacterias resistentes a los antibióticos.

Los virus y las bacterias contienen densamente empaquetados Estructuras proteicas. El láser los desactiva al hacer vibrar estas estructuras con tanta fuerza que algunos de los enlaces de las proteínas se rompen (desnaturalizan). Un extremo roto de este tipo intenta conectarse a algo lo más rápido posible y, por lo general, se conecta a una estructura diferente a la que estaba conectado antes. De esta manera, surgen conexiones anormales dentro y entre las proteínas dentro del patógeno, lo que hace que las proteínas ya no funcionen correctamente y, por lo tanto, el patógeno ya no funcione.

Todo lo que proviene de humanos o animales puede estar contaminado con patógenos. Todos los productos sanguíneos se analizan para detectar patógenos antes de que ingresen al cuerpo del paciente. El problema, sin embargo, es que necesitamos saber qué estamos buscando. Si un nuevo virus circulaba en la sangre, como fue el caso del VIH en las décadas de 1970 y 1980, podría ingresar al torrente sanguíneo con dichos productos. Los pulsos de láser ultracortos son un método que se puede utilizar para garantizar que los productos sanguíneos estén libres de patógenos.