De levensbedreigende bacterie genaamd MRSA kan een ziekenhuis verlammen omdat het zich snel verspreidt en resistent is tegen behandeling. Maar wetenschappers melden dat ze nu vooruitgang boeken in een nieuwe techniek die antibiotica vermijdt. In plaats daarvan, ze gebruiken licht om zuurstof te activeren, die vervolgens antibioticaresistente bacteriën uitroeit. De methode kan ook worden gebruikt om andere microbiële infecties te behandelen, en mogelijk zelfs kanker.

De onderzoekers presenteren hun resultaten vandaag op de 256e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS).

Klinische instellingen hebben momenteel weinig alternatieven om hun patiënten van MRSA (methicilline-resistente .) te verlossen Staphylococcus aureus ). Het Veteranengezondheidszorgsysteem, bijvoorbeeld, neemt infectiepreventiepersoneel aan om handhygiëne te volgen. Nog verder gaan, een recente studie wees uit dat het desinfecteren van elke patiënt die is opgenomen in een acute zorginstelling, het aantal bloedbaaninfecties halveerde. Echter, deze procedure is in de meeste ziekenhuizen niet haalbaar.

"In plaats van toevlucht te nemen tot antibiotica, die niet meer werken tegen sommige bacteriën zoals MRSA, we gebruiken fotosensitizers, meestal kleurstofmoleculen, die opgewonden raken als ze verlicht worden met licht, "Peng Zhang, doctoraat, zegt. "Vervolgens, de fotosensitizers zetten zuurstof om in reactieve zuurstofsoorten die de bacteriën aanvallen."

Hoewel andere teams hebben geëxperimenteerd met het gebruik van dit soort fotokatalysatoren om bacteriën te doden, ze hebben niet genoeg micro-organismen vernietigd om infecties effectief af te schudden. Fotosensitizers in een moleculaire vorm hebben de neiging niet voldoende te worden bijeengedreven om aanzienlijke schade aan te richten. In aanvulling, veel van hen zijn hydrofoob. Dit maakt het moeilijk om ze te verspreiden in waterige media waar meestal micro-organismen voorkomen. Om deze uitdagingen te overwinnen, Zhangs groep werkte samen met Neil Ayres, doctoraat, en zijn team. Beiden zijn aan de Universiteit van Cincinnati. Ze gingen aan de slag met het ontwerpen van een nieuwe, in water dispergeerbaar, hybride fotosensibilisator - een die nanodeeltjes van edele metalen bevat die zijn versierd met amfifiele polymeren om de moleculaire fotosensitizers te vangen.

Het team toonde aan dat de nieuwe fotosensitizer van nanodeeltjes veel effectiever was in het doden van een verscheidenheid aan bacteriën dan overeenkomstige formuleringen die de metaaldeeltjes niet bevatten. Volgens Zhang, deze nanodeeltjes bieden twee voordelen. Het metaal heeft een plasmonisch versterkend effect dat de vorming van meer reactieve zuurstofsoorten bevordert, terwijl ook de fotosensitizers op één plaats worden geconcentreerd voor een meer gelokaliseerde hit voor de bacteriële cellen.

Zhang legt het zo uit:"Als je een kasteel wilt aanvallen, en je laat al deze mensen individueel aanvallen, het is niet erg effectief. In plaats daarvan, als je hetzelfde aantal mensen bij elkaar hebt die het kasteel op een gegeven moment aanvallen, het is mogelijk om meer schade aan te richten."

Zhang heeft een patent met betrekking tot het ontwerp van hybride fotosensitizers, die kan worden geformuleerd in een spray of gel. Hij zegt dat als de spray eenmaal is ontwikkeld tot een product, medische professionals kunnen het op elk oppervlak plaatsen en het vervolgens verlichten met blauw of rood licht om de bacteriën te verwijderen, inclusief MRSA, die aanwezig kan zijn. Zhang zegt ook dat de methode veelbelovend is in directe wondtoepassingen om infectie te elimineren en te helpen bij genezing. Hij heeft onlangs experimenten uitgevoerd op laboratoriummonsters van de menselijke huid en ontdekte dat de fotosensitizer de huidcellen niet doodde.

Naast het uitroeien van MRSA, de nanodeeltjes zijn ideaal voor het vernietigen van huidkankercellen, zegt Zhang. De nanodeeltjes presteren effectief met de verlichting van rood licht, die een lange golflengte heeft die diep onder de huid doordringt - iets dat belangrijk is voor een behandeling van huidkanker. Eindelijk, het is aangetoond dat de nanodeeltjes nagelbedschimmel elimineren.