Kvantové Tečky Učinily Antibiotika 1000krát Silnějšími: Syntéza Fyziky A Medicíny - Alternativní Pohled

Obsah:

Kvantové Tečky Učinily Antibiotika 1000krát Silnějšími: Syntéza Fyziky A Medicíny - Alternativní Pohled
Kvantové Tečky Učinily Antibiotika 1000krát Silnějšími: Syntéza Fyziky A Medicíny - Alternativní Pohled

Video: Kvantové Tečky Učinily Antibiotika 1000krát Silnějšími: Syntéza Fyziky A Medicíny - Alternativní Pohled

Video: Kvantové Tečky Učinily Antibiotika 1000krát Silnějšími: Syntéza Fyziky A Medicíny - Alternativní Pohled
Video: Sledujte vývoj rezistence na antibiotika Vědecké zprávy 2024, Březen
Anonim

Vědci dokázali pomocí kvantových technologií mnohokrát zvýšit účinnost antibiotik, což lékařům pomůže vyrovnat se s nejdůležitějším problémem 21. století - bakteriální rezistencí na drogy.

Kvantové tečky jsou nejmenší fragmenty vodičů nebo polovodičů, jejichž nosiče náboje (tj. Elektrony) jsou ve všech třech rozměrech omezeny prostorem. V takovém případě musí být velikost takové částice tak malá, že kvantové efekty jsou alespoň poněkud významné. Vědci je používají namísto barviv v různých experimentech souvisejících s fotoelektronikou ke sledování cest pohybu drog a jiných molekul v těle. Ukázalo se, že potenciál kvantových teček není vyčerpán: vědci pro ně našli nové aplikace a zjevně to bude vážný krok v boji proti patogenům rezistentním na léky a infekcím, které způsobují.

Antibiotika a kvantové technologie: vědecká syntéza

V nové studii se antibiotika vybavená experimentální verzí kvantových teček ukázala jako 1000 (!)Krát účinnější proti bakteriím než jejich „normální“verze. Šířka tečky je ekvivalentní řetězci DNA, který má průměr pouze 3 nm. Byly vyrobeny z teluridu kadmia, stabilní krystalické sloučeniny často používané ve fotovoltaice. Elektrony v kvantových tečkách reagují na zelené světlo o určité frekvenci, což způsobuje, že se váží na molekuly kyslíku v těle a vytvářejí superoxid. Bakterie, které ji absorbují, nemohou odolávat antibiotikům - po takovém „obědu“je jejich vnitřní chemie zcela narušena.

Tým vědců smíchal různé počty kvantových teček s různými koncentracemi každého z pěti antibiotik, aby vytvořil širokou škálu vzorků pro testování. Tyto vzorky pak přidaly do pěti kmenů bakterií rezistentních na léčivo, včetně methicilin-rezistentního Staphylococcus aureus, také známého jako MRSA. Ve 480 testech s různými kombinacemi kvantových teček, antibiotik a bakterií bylo více než 75% vzorků kvantových teček schopno inhibovat bakteriální růst a dokonce úplně zabíjet bakterie s nižšími dávkami antibiotik.

Antibiotická rezistence: pohroma 21. století

Propagační video:

Podle Světové zdravotnické organizace (WHO) je rezistence na antibiotika jednou z největších hrozeb pro potravinovou bezpečnost, zdraví a vývoj na světě. Může ovlivnit kohokoli v kterékoli zemi: infekce, které byly v minulosti snadno léčitelné (jako je kapavka, pneumonie a tuberkulóza), se v průběhu let stávají stále více rezistentními na antibiotika, a proto je obtížnější je zvládnout. Rezistence na antibiotika má kromě zjevných zdravotních rizik a ještě vyšší úmrtnosti dopad na ekonomiku: zvyšuje náklady na léčbu a prodlužuje dobu pobytu v nemocnici. A i když je vývoj odolnosti přirozeným vývojovým procesem, lidem se to ještě více zhoršuje. Například zneužívání a časté používání antibiotik u lidí,a u zvířat tento proces výrazně urychluje.

Image
Image

Jen ve Spojených státech trpí zvýšenou rezistencí na antibiotika každý rok nejméně 2 000 000 lidí. Pokud se to nezmění, antibiotická rezistence zabije do roku 2050 více než 10 milionů lidí! Vědci z celého světa se proto snaží tento trend různými způsoby ovlivnit. Někteří používají CRISPR k přímému útoku na bakteriální látky, zatímco jiní hledají způsoby, jak potlačit plísňové infekce. Vědci se dokonce snaží vyrovnat se samotným mechanismem vzniku rezistence a zbavit bakterie jejich hlavní výhody.

Závěr

Použití kvantových teček je samozřejmě také obtížné. Jedním z nich je světlo, které aktivuje proces: nemělo by mít pouze zdroj, ale také samotné záření září skrz jen několik milimetrů masa. Proto je v tuto chvíli využití kvantové terapie skutečně efektivní pouze pro řešení povrchních problémů. Tento problém však lze obejít velmi elegantním způsobem: tým již pracuje na vytváření nanočástic, které reagují na infračervené světlo - prochází celým tělem a lze jej použít k léčbě stejných infekcí, jejichž ložiska leží hluboko v měkkých a kostních tkáních.

Vasily Makarov