Superbugs kunnen hun match ontmoeten in zuurstof die door licht wordt bewapend

Anonim

Superbugs kunnen hun match ontmoeten in zuurstof die door licht wordt bewapend

Medisch

Michael Irving

20 augustus 2018

2 afbeeldingen

Onderzoekers hebben een nieuw wapen ontwikkeld tegen antibioticaresistente bacteriën, waarbij licht wordt gebruikt om reactieve zuurstofsoorten te produceren die superbacteriën kunnen doden (Credit: frenta / Depositphotos)

Gedurende het grootste deel van een eeuw hebben antibiotica een belangrijke rol gespeeld bij de behandeling van infecties, maar helaas loopt hun tijd misschien ten einde. Om een ​​toekomst te vermijden waarin eens routinematige procedures opnieuw levensbedreigend worden, moeten er nieuwe manieren ontwikkeld worden om bacteriën te bestrijden. Uit een nieuw onderzoek is nu gebleken dat zuurstof kan worden bewapend tegen antibioticaresistente bacteriën, door middel van nanodeeltjes die worden geactiveerd door licht.

Dankzij het intensieve gebruik van antibiotica gedurende meerdere decennia hebben bacteriën resistentie ontwikkeld tegen vele medicijnen en maken ze nieuwe ondoeltreffend. Als het probleem niet wordt gecontroleerd, suggereren rapporten dat we misschien op weg zijn naar een grimmige toekomst waarin deze "superbugs " verantwoordelijk zijn voor 10 miljoen sterfgevallen per jaar, en verontrustend waarschuwt de Europese CDC dat onze laatste antibioticakuren al beginnen om in grote aantallen te falen.

Nieuwe antibiotica zijn in ontwikkeling, maar ook zij zullen onvermijdelijk nutteloos worden als bacteriën blijven evolueren. In plaats van deel te nemen aan een vruchteloze wapenrace, hebben sommige wetenschappers zich tot technologieën gewend waar de insecten nooit weerstand tegen kunnen ontwikkelen, zoals nieuwe materiële oppervlakken en verlichting.

De nieuwe studie, van onderzoekers aan de Universiteit van Cincinnati, maakt ook gebruik van licht. Maar in plaats van UV-licht te gebruiken om het DNA van de insecten te vernietigen, gebruikt het team blauw en rood licht om nanodeeltjes te activeren, bekend als fotosensitizers, die op het licht reageren door een giftige vorm van zuurstof te produceren.

"In plaats van toevlucht te nemen tot antibiotica, die niet langer werken tegen sommige bacteriën zoals MRSA, gebruiken we fotosensibilisatoren, meestal kleurstofmoleculen, die opgewonden raken wanneer ze worden belicht met licht, " zegt Peng Zhang, hoofdonderzoeker van het onderzoek. "Vervolgens zetten de fotosensibilisatoren zuurstof om in reactieve zuurstofsoorten die de bacteriën aanvallen. "

Dit principe is in het verleden ontwikkeld, maar er zijn een paar grote problemen. Ten eerste hebben de deeltjes de neiging zich te ver uit elkaar te verspreiden om hun aanvallen te kunnen coördineren en omdat ze hydrofoob zijn, is het moeilijk om ze in vloeistoffen te verspreiden waar hun doelen meestal leven.

Om deze problemen te overwinnen, ontwikkelden de onderzoekers hybride deeltjes, waarbij de fotosensitizers werden gecombineerd met edelmetaal nanodeeltjes. Het team zegt dat de metalen de fotosensibilisatoren bij elkaar houden, zodat ze een grotere slag kunnen slaan naar een meer gelokaliseerd gebied. Bovendien helpt het metaal om meer van de reactieve zuurstofspecies te produceren.

Bij het testen van de nieuwe techniek ontdekte het team dat ze een verscheidenheid aan bacteriën effectiever konden doden dan behandelingen die de metalen nanodeeltjes niet bevatten. Bij het testen op laboratoriummonsters van menselijke huidcellen, ontdekten de onderzoekers dat ze ongedeerd waren, wat een goed voorteken is voor eventuele menselijke proeven.

Voor de eerste toepassing van de technologie heeft het team een ​​patent gekregen voor een spray of gel die de nanodeeltjes bevat. Dit zou worden toegepast op medische oppervlakken en instrumenten, ze steriliseren door er blauw of rood licht op te schijnen. Andere mogelijke toepassingen zijn mogelijk het aanbrengen van het spul op wonden om infectie te voorkomen, het doden van spijkerbedschimmel of zelfs huidkanker.

Het onderzoek is afgelopen weekend gepresenteerd tijdens de Nationale Meeting & Exposition van de American Chemical Society.

Bron: American Chemical Society via Science Daily

Twee petri-schalen van bacteriën demonstreren voor en na licht wordt toegepast op de nanodeeltjes (Credit: Peng Zhang)

Onderzoekers hebben een nieuw wapen ontwikkeld tegen antibioticaresistente bacteriën, waarbij licht wordt gebruikt om reactieve zuurstofsoorten te produceren die superbacteriën kunnen doden (Credit: frenta / Depositphotos)