Médicament anti-UV et lumière bleue

La résistance bactérienne aux antibiotiques constitue une menace sérieuse pour la santé publique. Elle a contribué à environ 4,95 millions de décès en 2019, et une étude récente commandée par le gouvernement du Royaume-Uni prévient que la résistance aux antimicrobiens pourrait entraîner la mort de 10 millions de personnes par an d'ici 2050.

Éliminer les bactéries avec deux longueurs d'onde de lumière - la lumière LED bleue et l'ultraviolet de courte longueur d'onde (également appelé UV-C lointain) - donne un double coup de poing puissant qui entrave la capacité d'une souche connue multirésistante de la bactérie E. coli à se développer et à se reproduire. , ont découvert des scientifiques néo-zélandais. Dans une nouvelle étude publiée dans le Journal of Applied Microbiology, les scientifiques rapportent que le double traitement par la lumière pourrait être un traitement antimicrobien non chimique efficace qui n'incite pas les bactéries à augmenter davantage leur résistance aux antimicrobiens.

"La combinaison des longueurs d'onde lointaines des UV-C et de la lumière bleue agit en synergie pour tuer les bactéries", explique Gale Brightwell, scientifique principal à AgResearch, un institut de recherche de Palmerston North, en Nouvelle-Zélande. « Cette découverte est passionnante, mais elle mérite des recherches et des vérifications plus approfondies pour bien comprendre ses implications. »

Les hôpitaux utilisent depuis des décennies la lumière germicide UV-C d’une longueur d’onde de 254 nanomètres pour tuer les bactéries et stériliser les instruments et les surfaces. Pendant la pandémie de COVID-19, des robots émettant de la lumière UV-C et des outils de désinfection personnelle similaires sont également devenus importants pour tuer le virus SARS-CoV-2, responsable du COVID. L’exposition à ce rayonnement UV-C à haute énergie pendant un certain temps endommage l’ADN ou l’ARN des microbes, entravant leurs fonctions cellulaires normales et leur capacité à se répliquer, les rendant éventuellement inoffensifs ou les tuant.

Mais la lumière UV-C de 254 nm peut être nocive pour les yeux et la peau, provoquant des brûlures, des cancers et des cataractes. Des chercheurs ont récemment montré que la lumière UV-C lointaine, qui a une longueur d'onde plus courte (222 nm), peut détruire en toute sécurité les virus et les bactéries en suspension dans l'air sans pénétrer dans la peau ou les cellules oculaires humaines.

La lumière bleue dans la gamme de longueurs d’onde de 400 à 470 nm est également connue pour être mortelle pour les espèces bactériennes dotées de photorécepteurs qui détectent la lumière. La lumière produit des formes d’oxygène toxiques et hautement réactives au sein des bactéries qui endommagent leurs membranes cellulaires et les enveloppes sucrées qui les enveloppent et les protègent. Cela peut également altérer leur matériel génétique, ce qui perturbe les fonctions cellulaires et, à terme, altère leur capacité à croître et à se reproduire.

Brightwell et ses collègues ont décidé de voir comment la combinaison des deux types de lumière antimicrobienne affecterait un type de bactérie appelée bêta-lactamase à spectre étendu E. coli (BLSE E. coli). Ces microbes produisent des enzymes qui décomposent et détruisent les antibiotiques couramment utilisés, notamment la pénicilline, et « deviennent une menace mondiale importante pour la santé humaine », explique Brightwell. « Ils ont été associés à des taux de morbidité et de mortalité hospitaliers plus élevés, à des séjours hospitaliers plus longs et à une augmentation des dépenses de santé. »

L’équipe a exposé deux souches d’E. coli BLSE et deux souches d’E. coli sensibles aux antibiotiques à une lumière UV-C lointaine de 222 nm et à une lumière LED bleue de 405 nm, individuellement et ensemble pendant une demi-heure chacune. Ils ont constaté que la double exposition à la lumière était bactéricide, tuant toutes les souches d’E. coli. La lumière UV-C lointaine à elle seule n’a pas tué toutes les bactéries, et individuellement, la lumière LED bleue a également montré très peu d’effet sur les insectes.

"Nous pensons que la lumière bleue inflige les premiers dommages aux cellules bactériennes, les rendant plus vulnérables, et que les UV-C profitent ensuite de cet état affaibli pour exercer leurs effets antimicrobiens plus efficacement", explique Brightwell.

Le dosage de la lumière était critique. Lorsque les chercheurs ont exposé les quatre souches à une dose sublétale de huit longues impulsions de lumière à double longueur d’onde, les souches de BLSE résistantes aux antibiotiques ont développé une tolérance à la lumière qui a été transmise aux générations suivantes, ce qui suggère qu’elle pourrait être de nature génétique. Les souches sensibles aux antibiotiques n’ont pas développé de tolérance. Brightwell dit que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les mécanismes à l’origine de cette tolérance à la lumière et pour déterminer la dose de lumière minimale efficace pour tuer différentes souches bactériennes.