من المحتمل أن تكون التقنية آمنة للخلايا البشرية ؛  لديه القدرة على تعقيم الجروح ومنتجات الدم – ScienceDaily

أصبحت البكتيريا التي تهدد الحياة أكثر مقاومة للمضادات الحيوية ، مما يجعل البحث عن بدائل للمضادات الحيوية تحديًا ملحًا بشكل متزايد. بالنسبة لبعض التطبيقات ، قد يكون أحد البدائل هو نوع خاص من الليزر.

وجد باحثون في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس أن الليزر الذي يصدر نبضات ضوئية شديدة القصر يمكن أن يقتل البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة والجراثيم البكتيرية القوية. النتائج متاحة على الإنترنت في مجلة Biophotonics ، فتح إمكانية استخدام مثل هذه الليزرات لتدمير البكتيريا التي يصعب قتلها بوسائل أخرى. أظهر الباحثون سابقًا أن مثل هذه الليزرات لا تلحق الضرر بالخلايا البشرية ، مما يجعل من الممكن تصور استخدام الليزر لتعقيم الجروح أو تطهير منتجات الدم.

قال المؤلف الأول Shaw-Wei (David) Tsen ، دكتوراه في الطب ، مدرس الأشعة في معهد Mallinckrodt للأشعة (MIR) في جامعة واشنطن: “تعمل تقنية الليزر ذات النبضات الفائقة القصر بشكل فريد على تعطيل مسببات الأمراض مع الحفاظ على البروتينات والخلايا البشرية”. “تخيل لو تمكنا قبل إغلاق جرح جراحي من مسح شعاع ليزر عبر الموقع وتقليل فرص الإصابة بالعدوى. يمكنني أن أرى هذه التقنية تُستخدم قريبًا لتطهير المنتجات البيولوجية في المختبر ، وحتى لعلاج التهابات مجرى الدم في المستقبل من خلال وضع المرضى على غسيل الكلى وتمرير الدم من خلال جهاز العلاج بالليزر “.

يعمل Tsen وكبير المؤلفين Samuel Achilefu ، الحاصل على درجة الدكتوراه ، والأستاذ ميشيل إم تير بوجوسيان للأشعة ومدير مركز أبحاث الفوتونات الحيوية في MIR ، على استكشاف الخصائص المبيدة للجراثيم لليزر النبضي فائق القصر لسنوات. لقد أظهروا أن مثل هذه الليزرات يمكنها تعطيل الفيروسات والبكتيريا العادية دون الإضرار بالخلايا البشرية. في الدراسة الجديدة ، التي أجريت بالتعاون مع Shelley Haydel ، الحاصلة على درجة الدكتوراه ، وأستاذ علم الأحياء الدقيقة في جامعة ولاية أريزونا ، وسعوا استكشافهم ليشمل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية والجراثيم البكتيرية.

قام الباحثون بتدريب أجهزة الليزر الخاصة بهم على مقاومة الأدوية المتعددة المكورات العنقودية الذهبية (MRSA) ، الذي يسبب التهابات في الجلد والرئتين والأعضاء الأخرى ، ويؤدي إلى إنتاج طيف ممتد من البيتا لاكتاماز. الإشريكية القولونية (بكتريا قولونية) التي تسبب التهابات المسالك البولية والإسهال والتهابات الجروح. بصرف النظر عن قدرتهم المشتركة على جعل الناس بائسين ، فإن MRSA و بكتريا قولونية أنواع مختلفة جدًا من البكتيريا ، تمثل فرعين بعيدين من المملكة البكتيرية. نظر الباحثون أيضًا في جراثيم البكتيريا بكتيريا سيريوس العصويه، الذي يسبب التسمم الغذائي وفساد الطعام. عصية يمكن للجراثيم تحمل الغليان والطهي.

في جميع الحالات ، قتل الليزر أكثر من 99.9٪ من الكائنات الحية المستهدفة ، مما قلل من أعدادها بأكثر من 1000 مرة.

تحتوي الفيروسات والبكتيريا على بنى بروتينية معبأة بكثافة يمكن أن تثيرها أشعة الليزر ذات النبضات الفائقة القصر. يقتل الليزر عن طريق التسبب في اهتزاز هذه الهياكل البروتينية حتى تنكسر بعض روابطها الجزيئية. تعيد النهايات المكسورة الارتباط سريعًا بكل ما يمكنهم العثور عليه ، والذي لم يكن في كثير من الحالات ما كانوا مرتبطين به من قبل. والنتيجة هي فوضى في الروابط غير الصحيحة داخل وبين البروتينات ، وتتسبب تلك الفوضى في توقف عمل البروتين الطبيعي في الكائنات الحية الدقيقة.

قال تسن: “لقد نشرنا سابقًا بحثًا أظهرنا فيه أن قوة الليزر مهمة”. “عند طاقة ليزر معينة ، نقوم بتعطيل الفيروسات. كلما زادت الطاقة ، تبدأ في تعطيل البكتيريا. لكن الأمر يتطلب طاقة أعلى من ذلك ، ونحن نتحدث عن أوامر من حيث الحجم ، لبدء قتل الخلايا البشرية. لذلك هناك هي نافذة علاجية حيث يمكننا ضبط معلمات الليزر بحيث يمكننا قتل مسببات الأمراض دون التأثير على الخلايا البشرية “.

تعتبر الحرارة والإشعاع والمواد الكيميائية مثل المبيضات فعالة في تعقيم الأشياء ، ولكن معظمها ضار جدًا بحيث لا يمكن استخدامه على الأشخاص أو المنتجات البيولوجية. من خلال تعطيل جميع أنواع البكتيريا والفيروسات دون إتلاف الخلايا ، يمكن أن توفر أجهزة الليزر ذات النبضات الفائقة أسلوبًا جديدًا لجعل منتجات الدم والمنتجات البيولوجية الأخرى أكثر أمانًا.

وقال تسن: “أي شيء مشتق من مصادر بشرية أو حيوانية يمكن أن يكون ملوثًا بمسببات الأمراض”. “نقوم بفحص جميع منتجات الدم قبل نقلها إلى المرضى. المشكلة هي أننا يجب أن نعرف ما الذي نقوم بفحصه. إذا ظهر فيروس جديد ينتقل بالدم ، مثل فيروس نقص المناعة البشرية الذي حدث في السبعينيات والثمانينيات ، يمكن أن يحدث في إمداد الدم قبل أن نعرفه. يمكن أن تكون أشعة الليزر ذات النبضات الفائقة وسيلة للتأكد من أن إمدادات الدم لدينا خالية من مسببات الأمراض المعروفة وغير المعروفة “.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من كلية الطب بجامعة واشنطن. الأصل بقلم تمارا بهانداري. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *