W jaki sposób światło może zabijać wirusy?

Aby powstrzymać infekcję, jest kilka rzeczy, które powinieneś robić: myć ręce, uważać, kiedy kichasz, dużo spać, nie pocierać oczu (zwłaszcza po dotknięciu nosa), jeść dużo owoców i warzyw. W końcu wirus przeziębienia może przetrwać na czyjejś ręce kilka godzin lub kilka dni na niektórych materiałach.

Nawet środki do dezynfekcji rąk, których używa wiele osób, nie chronią przed wszystkim. A kiedy wirusy już znajdą się w organizmie, są dość trudne do zabicia – antybiotyki są wobec nich bezsilne, a szczepionki przeciwko grypie i niektórym innym wirusom muszą być zmieniane co roku, aby przystosować się do nowych szczepów. Na szczęście nasz układ odpornościowy może zwalczyć wiele wirusów, ale inne, takie jak Ebola czy koronawirus COVID-19, mogą być śmiertelne.

Naukowcy od lat eksperymentują z technologią zwalczania wirusów inną metodą – za pomocą lasera, urządzenia, które stymuluje atomy i cząsteczki do emitowania światła, a następnie wzmacnia je, tworząc wiązkę promieniowania.

W 2007 roku naukowcy z Arizona State University i Johns Hopkins University odkryli, że impulsy światła z lasera mogą neutralizować wirusy – zamieniając je w “pył”, jak wówczas ujął to magazyn Wired.

W swoich badaniach naukowcy strzelali do wirusa szybkimi impulsami fioletowego światła lasera. Laser, który świecił tylko przez 100 femtosekund (femtosekunda to jedna milionowa miliardowej sekundy), powodował wibracje kapsydu wirusa (jego zewnętrznej powłoki), co skutkowało jego uszkodzeniem. Zasadniczo wirus został “dezaktywowany” podczas gdy obszar wokół wirusa pozostawał nienaruszony. Metoda ta nie powodowała również mutacji wirusów, co jest problemem w przypadku innych metod leczenia i może prowadzić do oporności wirusów.

Od tego czasu trwają badania nad wykorzystaniem laserów przeciwko wirusom. Ostatecznie może być możliwe użycie laserów do oczyszczenia próbek krwi z wirusów i innych patogenów, dzięki czemu będą one bezpieczniejsze w obsłudze. Terapię laserową można również łączyć z zabiegami dializy krwi. W takim podejściu krew byłaby usuwana z organizmu pacjenta, lasery mogłyby wyeliminować wszelkie patogeny z krwi, która następnie mogłaby wrócić do obiegu. Jak opisano w badaniu opublikowanym w listopadzie 2019 r. przez National Institutes of Health być może uda się zastosować lasery do inaktywacji wirusów grypy, aby były wykorzystywane do produkcji skuteczniejszych szczepionek.

Inne sposoby zwalczania wirusów

Chociaż wiele wysiłków mających na celu powstrzymanie wirusów nie wyszło jeszcze poza testy laboratoryjne, promieniowanie UV znalazło już zastosowanie w wielu rzeczywistych sytuacjach. Promieniowanie UV działa poprzez bombardowanie wirusów światłem ultrafioletowym, tym samym światłem, które powoduje u ludzi oparzenia słoneczne i raka skóry.

Podobnie jak technika laserowa, promieniowanie UV zabija wirusy, niszcząc ich ściany komórkowe. Niektóre systemy wentylacji i oczyszczania wody wykorzystują promieniowanie UV do eliminacji patogenów przenoszonych przez powietrze lub wodę. Badacze z powodzeniem wykorzystali promieniowanie UV do zabijania patogenów przenoszonych przez żywność, takich jak bakterie E. coli, bez pogorszenia smaku i jakości żywności. Ale chociaż napromienianie UV może być skuteczne, może również powodować mutacje wirusów i uszkadzać zdrowe komórki (co może potwierdzić każdy, kto doznał oparzenia słonecznego).

W marcu 2020 roku BBC News donosiło o wykorzystaniu robotów uzbrojonych w żarówki emitujące skoncentrowane światło ultrafioletowe o krótkiej fali (UV-C) do dezynfekcji szpitali i zmniejszenia ryzyka zarażenia.

Naukowcy badali również użycie mikrofal do niszczenia wirusów, ale jak dotąd technika ta okazała się nieskuteczna. Woda otaczająca wirusy pochłania energię z mikrofal. Wirus nie otrzymuje wystarczającej ilości energii mikrofalowej, aby zostać dezaktywowany, a tym bardziej zniszczony.

W lipcu 2018 r. naukowcy z North Carolina State University opublikowali w czasopiśmie ACS Publications artykuł, w którym opisali nową technikę dodawania wrażliwych na światło cząsteczek do tworzyw sztucznych. Według doniesień z badań na stronie internetowej Alliance of Advanced BioMedical Engineering pod wpływem światła molekuły mają zdolność zabijania wirusów i bakterii oraz czynienia ich nieszkodliwymi.

 

Źródła: Jacob Silverman, Patrick J. Kiger / howstuffworks

Superfast Laser Turns Virus Into Rubble

Inactivation methods for whole influenza vaccine production

Ultrashort pulsed laser treatment inactivates viruses by inhibiting viral replication and transcription in the host nucleus

Coronavirus: Robots use light beams to zap hospital viruses

Photodynamic Polymers as Comprehensive Anti-Infective Materials: Staying Ahead of a Growing Global Threat

Special Surface Coating Can Kill Most Bacteria and Viruses on Contact

Zdjęcia: iStock

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x