Droga para remoção de luz ultravioleta e azul

A resistência bacteriana aos antibióticos é uma séria ameaça à saúde pública. Contribuiu para cerca de 4,95 milhões de mortes em 2019, e uma análise recente encomendada pelo governo do Reino Unido alerta que a resistência antimicrobiana poderá resultar na morte de 10 milhões de pessoas anualmente até 2050.

Zapping bactérias com dois comprimentos de onda de luz - luz LED azul e ultravioleta de comprimento de onda curto (também chamado de UV-C distante) - fornece um poderoso golpe duplo que dificulta uma cepa conhecida multirresistente da bactéria E. coli na capacidade de crescer e se reproduzir , descobriram cientistas da Nova Zelândia. Num novo estudo publicado no Journal of Applied Microbiology, os cientistas relatam que o tratamento com luz dupla pode ser um tratamento antimicrobiano não químico eficaz que não leva as bactérias a aumentar ainda mais a sua resistência antimicrobiana.

“A combinação de comprimentos de onda UV-C distantes e luz azul funciona sinergicamente para matar as bactérias”, diz Gale Brightwell, cientista principal do AgResearch, um instituto de pesquisa em Palmerston North, Nova Zelândia. “Esta descoberta é emocionante, mas merece mais investigação e verificação para compreender completamente as suas implicações.”

Os hospitais usam há décadas luz germicida UV-C com comprimento de onda de 254 nanômetros para matar bactérias e esterilizar instrumentos e superfícies. Durante a pandemia da COVID-19, robôs emissores de luz UV-C semelhantes e ferramentas de higienização pessoal também se tornaram importantes para matar o vírus SARS-CoV-2, que causa a COVID. A exposição a esta radiação UV-C de alta energia durante um determinado período de tempo danifica o ADN ou ARN dos micróbios, prejudicando as suas funções celulares normais e a capacidade de replicação, tornando-os eventualmente inofensivos ou matando-os.

Mas a luz UV-C de 254 nm pode ser prejudicial aos olhos e à pele de uma pessoa, causando queimaduras, câncer e catarata. Pesquisadores demonstraram recentemente que a luz UV-C distante, que tem um comprimento de onda mais curto – 222 nm – pode destruir com segurança vírus e bactérias transportados pelo ar, sem penetrar na pele humana ou nas células oculares.

A luz azul na faixa de comprimento de onda de 400 a 470 nm também é conhecida por ser letal para espécies bacterianas que possuem fotorreceptores, que detectam a luz. A luz produz formas tóxicas e altamente reativas de oxigênio dentro das bactérias que danificam suas membranas celulares e os revestimentos açucarados que as envolvem e protegem. Também pode destruir o seu material genético, o que perturba as funções celulares e, em última análise, prejudica a sua capacidade de crescimento e reprodução.

Brightwell e seus colegas decidiram ver como a combinação dos dois tipos de luz antimicrobiana afetaria um tipo de bactéria chamada beta-lactamase E. coli de espectro estendido (ESBL E. coli). Esses insetos produzem enzimas que decompõem e destroem antibióticos comumente usados, incluindo a penicilina, e “estão se tornando uma ameaça global significativa à saúde humana”, diz Brightwell. “Eles têm sido associados a taxas mais elevadas de morbidade e mortalidade hospitalar, internações hospitalares mais prolongadas e aumento de despesas com saúde.”

A equipe expôs duas cepas de E. coli ESBL e duas de E. coli sensíveis a antibióticos a UV-C distante de 222 nm e luz LED azul de 405 nm, tanto individualmente quanto em conjunto, por meia hora cada. Eles descobriram que a dupla exposição à luz era bactericida, matando todas as cepas de E. coli. A luz UV-C distante por si só não matou todas as bactérias e, individualmente, a luz LED azul também mostrou muito pouco efeito sobre os insetos.

“Acreditamos que a luz azul inflige o dano inicial às células bacterianas, tornando-as mais vulneráveis, e o UV-C aproveita esse estado enfraquecido para exercer os seus efeitos antimicrobianos de forma mais eficiente”, diz Brightwell.

A dosagem de luz foi crítica. Quando os investigadores expuseram todas as quatro estirpes a uma dose subletal de oito pulsos longos de luz de comprimento de onda duplo, as estirpes ESBL resistentes a antibióticos desenvolveram tolerância à luz que foi transmitida às gerações subsequentes, sugerindo que pode ser de natureza genética. As cepas sensíveis a antibióticos não desenvolveram tolerância. Brightwell diz que são necessárias mais pesquisas para compreender os mecanismos por trás dessa tolerância à luz e para determinar a dose mínima eficaz de luz para matar diferentes cepas bacterianas.