Dubbelvågsteknologi inaktiverar antibiotikaresistenta bakterier – Physics World

Dubbelvågsteknologi inaktiverar antibiotikaresistenta bakterier – Physics World

Tidsstämpel: 9 augusti 2023 4:00
Källnod: 2819616

Far-UVC och blått ljus deaktiverar bakterier
Desinfektion med dubbla ljus En kombination av långt UVC och blått ljus kan avaktivera både antibiotikaresistenta och antibiotikakänsliga E.coli stammar. (Med tillstånd: AgResearch)

Forskare i Nya Zeeland har kombinerat två våglängder av ljus för att inaktivera en bakterie som är osårbar för några av de mest använda antibiotika i världen – vilket banar väg för en potentiell desinfektionsmedelsbehandling för att ta itu med det akuta problemet med antimikrobiell resistens.

Synergistisk effekt

Forskarna, baserade på det statligt ägda Crown Research Institute AgResearch, kombinerade två våglängder – långt UVC (222 nm) och blått LED-ljus (405 nm) – för att inaktivera en antibiotikaresistent bakterie, specifikt utökat spektrum β-laktamasproducerande (ESBL) Escherichia coli. De beskriver resultaten av sin forskning i Journal of Applied Microbiology.

Som medförfattare och projektledare Gale Brightwell förklarar, den unika aspekten av tillvägagångssättet är den synergistiska effekten som uppnås genom att kombinera de två våglängderna. Detta resulterar i överlägsen effektivitet jämfört med att använda dessa våglängder individuellt, och använder distinkta antimikrobiella mekanismer som "samarbetar för att effektivt inaktivera bakterier".

"Vi tror att det blå ljuset orsakar den initiala skadan på bakteriecellerna, vilket gör dem mer sårbara, och långt UVC drar sedan nytta av detta försvagade tillstånd för att utöva sina antimikrobiella effekter mer effektivt", säger Brightwell, chefsforskare och ledare för vetenskapsteamet för AgResearch Food System Integrity Team.

Hållbar lösning

Enligt medförfattare Amanda Gardner, en forskarassistent vid AgResearch, kan den nya tekniken användas för att bekämpa bakteriell kontaminering i ett antal miljöer – inklusive sjukvårdsinrättningar och livsmedelsanläggningar, såväl som vattenreningsverk och offentliga utrymmen som flygplatser, skolor och kollektivtrafik. Hon noterar dock att ytterligare forskning behövs för att "till fullo förstå hälsoeffekterna, fastställa optimala doser och säkerställa att tekniken används på ett säkert och effektivt sätt i kliniska miljöer".

"Studiens framsteg ligger i att demonstrera effektiviteten av dubbelljusteknologin mot antibiotikaresistenta bakterier utan att främja ytterligare resistens", förklarar Gardner. "Men att ta itu med utvecklingen av ljustolerans hos bakterier och verifiera dess prestanda under praktiska förhållanden är avgörande steg för att maximera den positiva effekten av denna teknik i kliniska och verkliga miljöer."

Gardner lyfter fram en rad fördelar med tillvägagångssättet, särskilt jämfört med befintliga desinfektionsmetoder, inklusive en lägre risk för antibiotikaresistens hos de behandlade bakterierna, och möjligheten att tillämpa dubbelljusteknologi selektivt för att "inrikta sig på specifika områden eller ytor för desinfektion, utan att påverka andra delar av miljön eller människors hälsa”.

"Till skillnad från kemiska desinfektionsmetoder är dubbelljusmetoden kemikaliefri, vilket minskar miljöpåverkan och hälsorisker förknippade med kemikalieanvändning. Det erbjuder en mer hållbar och miljövänlig lösning för bakteriell deaktivering, säger hon.

Sha påpekar också att långt UVC och blå LED-ljusteknik kan användas i kontinuerliga ljusförhållanden, vilket möjliggör konstant desinfektion utan behov av intermittenta behandlingar. "Dessutom, när den väl utvecklats och implementerats, kan dubbelljustekniken erbjuda kostnadsbesparingar i form av energiförbrukning och minskat beroende av dyra antibiotika för bakteriekontroll", tillägger hon.

Nästa steg

Nästa steg för forskargruppen är att undersöka mekanismerna bakom utvecklingen av ljustolerans hos bakterier och utforska dess effekter på olika antimikrobiella resistenta stammar. Enligt Brightwell siktar teamet också på att samarbeta med ljustillverkare och industripartners för att verifiera teknikens prestanda under praktiska förhållanden.

"Att fastställa den lägsta effektiva dödande ljusdosen och bedöma potentiell korsresistens mot andra stressfaktorer kommer att optimera teknikens tillämpning ytterligare för att bekämpa bakterieinfektioner utan negativa resultat", säger hon.

"Sammantaget lovar dubbelljusteknologin ett säkrare och mer hållbart alternativ till traditionella kemiska desinfektionsmetoder, vilket bidrar till de globala ansträngningarna för att bekämpa antimikrobiell resistens", tillägger hon.

Tidsstämpel:

Mer från Fysikvärlden