UV 및 청색광은 약물을 감소시킵니다.

항생제에 대한 세균의 저항성은 공중보건에 심각한 위협이 됩니다. 2019년에는 약 495만 명의 사망자가 발생했으며, 영국 정부가 의뢰한 최근 검토에서는 항생제 내성으로 인해 2050년까지 매년 1천만 명이 사망할 수 있다고 경고했습니다.

청색 LED 광과 단파장 자외선(원 UV-C라고도 함)의 두 파장의 빛으로 박테리아를 재압하는 것은 알려진 다제 내성 균주인 대장균 박테리아의 성장 및 번식 능력을 방해하는 강력한 원투 펀치를 제공합니다. , 뉴질랜드의 과학자들이 발견했습니다. 응용 미생물학 저널(Journal of Applied Microbiology)에 발표된 새로운 연구에서 과학자들은 이중 광선 치료가 박테리아가 항균 저항성을 더 높이도록 유도하지 않는 효과적인 비화학적 항균 치료법이 될 수 있다고 보고했습니다.

뉴질랜드 파머스턴 노스에 있는 연구 기관인 AgResearch의 수석 과학자인 게일 브라이트웰(Gale Brightwell)은 "원거리 UV-C와 청색광 파장의 조합은 박테리아를 죽이는 데 시너지 효과를 발휘합니다"라고 말했습니다. "이 발견은 흥미롭지만 그 의미를 완전히 이해하려면 추가 연구와 검증이 필요합니다."

병원에서는 수십 년 동안 박테리아를 죽이고 기구와 표면을 소독하기 위해 254나노미터 파장의 살균 UV-C 광선을 사용해 왔습니다. 코로나19 팬데믹 기간 동안 유사한 UV-C 발광 로봇과 개인 위생 도구도 코로나를 유발하는 SARS-CoV-2 바이러스를 죽이는 데 중요해졌습니다. 이 고에너지 UV-C 방사선에 일정 시간 동안 노출되면 미생물의 DNA나 RNA가 손상되어 정상적인 세포 기능과 복제 능력이 저하되어 결국 무해해지거나 죽게 됩니다.

그러나 254nm UV-C 빛은 사람의 눈과 피부에 해로울 수 있으며 화상, 암, 백내장을 유발할 수 있습니다. 연구자들은 최근 파장이 더 짧은 222 nm의 원거리 UV-C 광선이 인간의 피부나 눈 세포를 관통하지 않고 공기 중의 바이러스와 박테리아를 안전하게 파괴할 수 있다는 것을 보여주었습니다.

400~470nm 파장 범위의 청색광은 빛을 감지하는 광수용체를 갖고 있는 박테리아 종에게도 치명적인 것으로 알려져 있습니다. 빛은 박테리아 내에서 세포막과 세포막을 감싸고 보호하는 설탕 코팅을 손상시키는 독성이 있고 반응성이 높은 형태의 산소를 생성합니다. 또한 유전 물질을 망가뜨려 세포 기능을 방해하고 궁극적으로 성장 및 번식 능력을 손상시킬 수 있습니다.

Brightwell과 그녀의 동료들은 두 가지 유형의 항균 조명을 결합하면 확장 스펙트럼 베타-락타마제 대장균(ESBL E. coli)이라는 유형의 박테리아에 어떤 영향을 미치는지 확인하기로 결정했습니다. 이러한 벌레는 페니실린을 포함하여 일반적으로 사용되는 항생제를 분해하고 파괴하는 효소를 생성하며 "인류 건강에 대한 전 세계적으로 심각한 위협이 되고 있습니다"라고 Brightwell은 말합니다. "그들은 병원 이환율 및 사망률 증가, 입원 기간 연장, 의료비 증가와 관련이 있습니다."

연구팀은 ESBL 대장균 2종과 항생제에 민감한 대장균 2종을 각각 30분 동안 개별적으로 그리고 함께 222nm 원 UV-C 및 405nm 청색 LED 조명에 노출했습니다. 그들은 이중 빛 노출이 살균 효과가 있어 모든 대장균 종을 죽인다는 사실을 발견했습니다. 원적외선-C 빛만으로는 모든 박테리아를 죽이지 못했으며, 개별적으로는 파란색 LED 빛도 벌레에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.

"우리는 청색광이 박테리아 세포에 초기 손상을 가해 박테리아 세포를 더욱 취약하게 만들고 원거리 UV-C가 이 약해진 상태를 활용하여 항균 효과를 보다 효율적으로 발휘한다고 믿습니다."라고 Brightwell은 말합니다.

빛의 양이 중요했습니다. 연구자들이 4개 계통 모두를 8회에 걸친 이중 파장 빛의 치사량에 가까운 양으로 노출시켰을 때, 항생제 내성 ESBL 계통은 빛에 대한 내성을 발달시켰으며 이는 다음 세대에도 전달되었으며 이는 본질적으로 유전적일 수 있음을 암시합니다. 항생제에 민감한 균주는 내성이 생기지 않았습니다. Brightwell은 이러한 내광성의 메커니즘을 이해하고 다양한 박테리아 종을 죽이기 위한 최소 유효 광량을 결정하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 말합니다.