Teknik yang kemungkinan aman untuk sel manusia;  memiliki potensi untuk mensterilkan luka, produk darah — ScienceDaily
Top Health

Teknik yang kemungkinan aman untuk sel manusia; memiliki potensi untuk mensterilkan luka, produk darah — ScienceDaily

Bakteri yang mengancam jiwa menjadi semakin resisten terhadap antibiotik, membuat pencarian alternatif antibiotik menjadi tantangan yang semakin mendesak. Untuk aplikasi tertentu, satu alternatif mungkin jenis laser khusus.

Para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis telah menemukan bahwa laser yang memancarkan gelombang cahaya ultrashort dapat membunuh bakteri yang resistan terhadap berbagai obat dan spora bakteri yang kuat. Temuan, tersedia online di jurnal Biofotonik, membuka kemungkinan penggunaan laser semacam itu untuk menghancurkan bakteri yang sulit dibunuh dengan cara lain. Para peneliti sebelumnya telah menunjukkan bahwa laser semacam itu tidak merusak sel manusia, sehingga memungkinkan untuk membayangkan menggunakan laser untuk mensterilkan luka atau mendisinfeksi produk darah.

“Teknologi laser ultrashort-pulse secara unik menonaktifkan patogen sambil melestarikan protein dan sel manusia,” kata penulis pertama Shaw-Wei (David) Tsen, MD, PhD, seorang instruktur radiologi di Mallinckrodt Institute of Radiology (MIR) Universitas Washington. “Bayangkan jika, sebelum menutup luka operasi, kita dapat memindai sinar laser di seluruh lokasi dan selanjutnya mengurangi kemungkinan infeksi. Saya dapat melihat teknologi ini segera digunakan untuk mendisinfeksi produk biologis secara in vitro, dan bahkan untuk mengobati infeksi aliran darah di masa depan dengan menempatkan pasien pada dialisis dan mengalirkan darah melalui perangkat perawatan laser.”

Tsen dan penulis senior Samuel Achilefu, PhD, Profesor Radiologi Michel M. Ter-Pogossian dan direktur Pusat Penelitian Biofotonik MIR, telah mengeksplorasi sifat kuman laser ultrashort-pulsa selama bertahun-tahun. Mereka telah menunjukkan bahwa laser semacam itu dapat menonaktifkan virus dan bakteri biasa tanpa merusak sel manusia. Dalam studi baru, yang dilakukan bekerja sama dengan Shelley Haydel, PhD, seorang profesor mikrobiologi di Arizona State University, mereka memperluas eksplorasi mereka ke bakteri resisten antibiotik dan spora bakteri.

Para peneliti melatih laser mereka pada multidrug-resistant Stafilokokus aureus (MRSA), yang menyebabkan infeksi pada kulit, paru-paru dan organ lain, dan penghasil beta-laktamase spektrum luas Escherichia coli (E. coli), yang menyebabkan infeksi saluran kemih, diare dan infeksi luka. Terlepas dari kemampuan bersama mereka untuk membuat orang sengsara, MRSA dan E. coli adalah jenis bakteri yang sangat berbeda, mewakili dua cabang jauh dari kerajaan bakteri. Para peneliti juga melihat spora bakteri Bacillus cereus, yang menyebabkan keracunan makanan dan pembusukan makanan. Basil spora dapat menahan perebusan dan pemasakan.

Dalam semua kasus, laser membunuh lebih dari 99,9% organisme target, mengurangi jumlahnya lebih dari 1.000 kali.

Virus dan bakteri mengandung struktur protein padat yang dapat dieksitasi oleh laser ultrashort-pulse. Laser membunuh dengan menyebabkan struktur protein ini bergetar sampai beberapa ikatan molekulnya putus. Ujung yang patah dengan cepat menempel kembali ke apa pun yang dapat mereka temukan, yang dalam banyak kasus tidak seperti sebelumnya. Hasilnya adalah kekacauan hubungan yang salah di dalam dan di antara protein, dan kekacauan itu menyebabkan fungsi protein normal dalam mikroorganisme terhenti.

“Kami sebelumnya menerbitkan sebuah makalah di mana kami menunjukkan bahwa kekuatan laser itu penting,” kata Tsen. “Pada kekuatan laser tertentu, kami menonaktifkan virus. Saat Anda meningkatkan kekuatan, Anda mulai menonaktifkan bakteri. Tetapi dibutuhkan kekuatan yang lebih tinggi dari itu, dan kita berbicara tentang urutan besarnya, untuk mulai membunuh sel manusia. Jadi ada adalah jendela terapi di mana kita dapat menyesuaikan parameter laser sehingga kita dapat membunuh patogen tanpa mempengaruhi sel manusia.”

Panas, radiasi, dan bahan kimia seperti pemutih efektif untuk mensterilkan benda, tetapi sebagian besar terlalu merusak untuk digunakan pada manusia atau produk biologis. Dengan menonaktifkan semua jenis bakteri dan virus tanpa merusak sel, laser ultrashort-pulse dapat memberikan pendekatan baru untuk membuat produk darah dan produk biologis lainnya lebih aman.

“Apa pun yang berasal dari sumber manusia atau hewan dapat terkontaminasi patogen,” kata Tsen. “Kami menyaring semua produk darah sebelum mentransfusikannya ke pasien. Masalahnya adalah kami harus tahu apa yang kami skrining. Jika virus baru yang ditularkan melalui darah muncul, seperti yang terjadi pada HIV di tahun 70-an dan 80-an, itu bisa ke dalam suplai darah sebelum kita menyadarinya. Laser pulsa ultrashort bisa menjadi cara untuk memastikan suplai darah kita bersih dari patogen baik yang diketahui maupun yang tidak diketahui.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Fakultas Kedokteran Universitas Washington. Asli ditulis oleh Tamara Bhandari. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Posted By : hasil hk