La doppia lunghezza d'onda della luce si è dimostrata efficace contro gli antibiotici

18 luglio 2023

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da Microbiologia applicata internazionale

Gli scienziati hanno combinato due lunghezze d'onda della luce per disattivare un batterio invulnerabile ad alcuni degli antibiotici più utilizzati al mondo, dando speranza che il regime possa essere adattato come potenziale trattamento disinfettante.

Sotto la guida del responsabile del progetto, il dottor Gale Brightwell, gli scienziati dell'AgResearch neozelandese hanno dimostrato la nuova efficacia antimicrobica di una combinazione di due lunghezze d'onda della luce contro un "superbatterio" noto come beta-lattamasi E. coli a spettro esteso resistente agli antibiotici.

La resistenza antimicrobica (AMR) rappresenta una grave minaccia globale che suscita crescente preoccupazione per la salute umana e animale, con una previsione di 10 milioni di decessi dovuti alla resistenza antimicrobica ogni anno dopo il 2050. Esiste ora una fondamentale necessità di sviluppare tecnologie antimicrobiche sicure ed efficaci che non comportino nella resistenza nuova ed emergente, ha spiegato l'autrice corrispondente Amanda Gardner.

Una combinazione di luce UVC lontana (222 nm) e LED blu (405 nm) ha dimostrato di essere efficace nell'inattivazione di un'ampia gamma di microrganismi pur essendo molto più sicura da usare e maneggiare rispetto alla tradizionale UVC a 254 nm. disse.

"Gli E. coli che abbiamo scelto per questa indagine erano E. coli produttori di beta-lattamasi a spettro esteso (ESBL-Ec), poiché questi batteri producono enzimi che scompongono e distruggono gli antibiotici comunemente usati, comprese penicilline e cefalosporine, rendendo questi farmaci inefficaci per curare le infezioni", ha detto.

"Questa resistenza intrinseca significa che ci sono meno opzioni antibiotiche disponibili per trattare le infezioni da Enterobacteriaceae produttrici di ESBL. In molti casi, anche le infezioni comuni come le infezioni del tratto urinario richiedono trattamenti più complessi. Invece di assumere antibiotici per via orale a casa, i pazienti con queste infezioni potrebbero richiedono il ricovero ospedaliero e la somministrazione di antibiotici carbapenemici per via endovenosa (IV).

"L'accoppiamento del far-UVC e della luce LED blu insieme aumenta l'efficacia delle due luci individuali attraverso l'implementazione di diversi meccanismi di inattivazione dei microrganismi. C'è un grande potenziale per queste due lunghezze d'onda della luce da utilizzare insieme in molte applicazioni in cui la sicurezza per l'ambiente l'utente finale è della massima importanza", ha affermato.

Il team ha scoperto che una combinazione di doppio far-UVC e luce LED blu potrebbe essere utilizzata per disinfettare sia l’E. coli resistente agli antibiotici che quello sensibile agli antibiotici, offrendo una tecnologia non termica che potrebbe non favorire ulteriore resistenza agli antibiotici.

Tuttavia, se esposti a livelli subletali di luce doppia e UVC lontana, gli E. coli resistenti agli antibiotici testati hanno mostrato tolleranza alla luce. Una scoperta sorprendente è stata che questa tolleranza alla luce è stata mostrata solo dall'E. coli resistente agli antibiotici e non dall'E. coli sensibile agli antibiotici anch'esso testato.

Gardner afferma che è necessario ulteriore lavoro per capire se la tolleranza alla luce è dovuta a un cambiamento genetico o a qualche altro meccanismo.

"È anche importante studiare lo sviluppo della tolleranza alla luce in altri batteri resistenti agli antimicrobici e determinare la dose minima di luce UVC lontana che può creare tolleranza alla luce, nonché il potenziale di ulteriore sviluppo di resistenza ad altri prodotti come disinfettanti, calore e pH nei batteri per scopi applicativi", ha affermato.

I risultati sono pubblicati sul Journal of Applied Microbiology.

Maggiori informazioni: Amanda Gardner et al, Tolleranza alla luce dei ceppi di Escherichia coli produttori di ß-lattamasi a spettro esteso dopo esposizione ripetitiva a raggi UVC lontani e luce LED blu, Journal of Applied Microbiology (2023). DOI: 10.1093/jambio/lxad124