Устройство обеззараживает раны и кровь, убивая бактерии с множественной лекарственной устойчивостью

Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США) разработали ультракоротковолновый импульсный лазер, который может убивать бактерии с множественной лекарственной устойчивостью и их споры, не повреждая при этом клетки человека. Лазер действует путем вибрации и разрушения белковых структур внутри бактериальной клетки, что приводит к биохимическим нарушениям и окончательной гибели. Исследователи надеются, что этот метод может оказаться полезным при обеззараживании ран и крови.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Journal of Biophotonics.

Уничтожение бактерий с множественной лекарственной устойчивостью - нелегкое дело, поскольку многие из используемых нами антибиотиков уже неэффективны против них. Общие антибактериальные стратегии, способные убить такие бактерии, такие как нагревание или применение отбеливателя, подходят для обеззараживания поверхностей и оборудования, но явно небезопасны для использования внутри человеческого тела.

"Технология ультракоротковолнового импульсного лазера уникальным образом инактивирует патогены, сохраняя при этом белки и клетки человека, - сказал в пресс-релизе один из руководителей исследования Шо-Вей Цен. - Представьте себе, что перед закрытием хирургической раны мы могли бы просканировать лазерным лучом весь участок и еще больше снизить вероятность инфекции. Мы надеемся, что эта технология скоро будет использоваться для дезинфекции биологических продуктов in vitro и в будущем даже для лечения инфекций кровотока, когда пациенты будут находиться на диализе".

Технология работает путем разрушения белковых структур в бактериальных клетках. Когда белки распадаются, они часто прилипают к другим клеточным компонентам, образуя запутанный беспорядок, что в конечном итоге приводит к гибели клетки. Однако при уровне мощности лазера, необходимом для уничтожения бактериальных клеток и вирусов, человеческие клетки остаются незатронутыми.

Цен говорит, что

При определенной мощности лазера мы инактивируем вирусы. При увеличении мощности мы начинаем инактивировать бактерии. Но для того, чтобы начать убивать человеческие клетки, требуется еще большая мощность, и речь идет о порядках величины. Таким образом, существует терапевтическое окно, в котором мы можем настроить параметры лазера так, чтобы убивать патогены, не затрагивая человеческие клетки.

На данный момент исследователи испытали лазер в лаборатории на бактериях с множественной лекарственной устойчивостью, включая MRSA и E. coli, и продемонстрировали, что 99,9% бактерий в образце были убиты. При этом, что важно, такие лазеры могут очистить нашу кровь не только от известных, но и даже неизвестных патогенов.