항생제에 효과적인 이중 파장의 빛

2023년 7월 18일

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응용 미생물학 인터내셔널(Applied Microbiology International)

과학자들은 두 가지 빛의 파장을 결합하여 세계에서 가장 널리 사용되는 일부 항생제에 영향을 받지 않는 박테리아를 비활성화함으로써 이 방식이 잠재적인 소독제 치료법으로 적용될 수 있다는 희망을 주고 있습니다.

프로젝트 리더인 게일 브라이트웰(Gale Brightwell) 박사의 지도 하에 뉴질랜드 AgResearch의 과학자들은 항생제 내성 확장 스펙트럼 베타-락타마제 대장균으로 알려진 '슈퍼버그'에 대해 두 가지 광 파장 조합의 새로운 항균 효율성을 입증했습니다.

항균제 내성(AMR)은 인간과 동물의 건강에 대한 우려가 증가하는 전 세계적으로 주요 위협이며, 2050년 이후 매년 AMR로 인해 천만 명이 사망할 것으로 예상됩니다. 이제 안전하고 효과적인 항균 기술을 개발해야 할 중요한 필요성이 있습니다. 교신 저자인 Amanda Gardner는 새롭게 떠오르는 저항에 대해 설명했습니다.

원거리 UVC(222nm)와 청색 LED(405nm) 빛의 조합은 광범위한 미생물을 비활성화하는 데 효과적이면서도 254nm의 기존 UVC에 비해 사용 및 취급이 훨씬 더 안전한 것으로 나타났습니다. 말했다.

"이 조사를 위해 우리가 선택한 대장균은 대장균(ESBL-Ec)을 생성하는 확장 스펙트럼 베타-락타마제였습니다. 이 박테리아는 페니실린과 세팔로스포린을 포함하여 일반적으로 사용되는 항생제를 분해하고 파괴하는 효소를 생성하므로 이러한 약물이 다음 질환에 효과가 없게 만듭니다. 감염을 치료하고 있다"고 말했다.

"이러한 내재적 저항성은 ESBL 생성 장내세균 감염을 치료하는 데 사용할 수 있는 항생제 옵션이 적다는 것을 의미합니다. 많은 경우 요로 감염과 같은 일반적인 감염에도 더 복잡한 치료가 필요합니다. 집에서 경구 항생제를 복용하는 대신 이러한 감염 환자는 입원과 정맥(IV) 카바페넴 항생제가 필요합니다.

"원거리 UVC와 청색 LED 조명을 함께 결합하면 미생물 비활성화의 다양한 메커니즘을 배치하여 두 개별 조명의 효율성이 높아집니다. 이 두 광 파장을 함께 사용하면 안전이 보장되는 많은 응용 분야에 큰 잠재력이 있습니다. 최종 사용자가 가장 중요하다"고 말했다.

연구팀은 이중 원적외선(far-UVC)과 청색 LED 조명의 조합을 사용하여 항생제 내성 및 항생제 민감성 대장균을 모두 소독할 수 있으며, 더 이상 항생제 내성을 유발하지 않을 수 있는 비열 기술을 제공할 수 있음을 발견했습니다.

그러나 치명적이지 않은 수준의 이중 및 원적외선 UVC 광에 노출된 경우 테스트된 항생제 내성 대장균은 광 내성을 나타냈습니다. 한 가지 놀라운 발견은 이러한 빛 내성이 항생제 내성 대장균에서만 나타났고 역시 테스트된 항생제 민감성 대장균에서는 나타나지 않았다는 것입니다.

가드너는 내광성이 유전적 변화로 인한 것인지, 아니면 다른 메커니즘으로 인한 것인지 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 말했습니다.

"다른 항균제 내성 박테리아의 내광성 발달을 조사하고 내광성을 생성할 수 있는 원거리 UVC 광선의 최소 용량을 결정하는 것뿐만 아니라 살균제와 같은 다른 물질에 대한 추가 저항성 발달 가능성을 결정하는 것도 중요합니다. 적용 목적을 위해 열과 박테리아의 pH를 측정합니다."라고 그녀는 말했습니다.

연구 결과는 Journal of Applied Microbiology에 게재되었습니다.

추가 정보: Amanda Gardner 외, 원거리 UVC 및 청색 LED 조명에 반복적으로 노출된 후 대장균 균주를 생성하는 확장된 스펙트럼 β-락타마제의 내광성, 응용 미생물학 저널(2023). DOI: 10.1093/jabio/lxad124