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Esta fotografia mostra colônias de Clostridium difficile após 48 horas de crescimento em uma placa de ágar-sangue; O difficile 4.8XC ampliado, uma haste gram-positiva anaeróbica, é a causa mais frequentemente identificada de diarréia associada a antibióticos (DAA). É responsável por aproximadamente 15-25% de todos os episódios de DAA. Crédito: CDC
Para impedir a propagação da doença, ela poderia ser usada para revestir telas e teclados de telefone, bem como o interior de cateteres e tubos de respiração, que são uma importante fonte de infecções relacionadas à saúde (HCAIs).
Os HCAIs mais conhecidos são causados por Clostridioides difficile ( C. difficile ), Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Escherichia coli ( E. coli ). Eles geralmente ocorrem durante o tratamento médico ou cirúrgico de pacientes internados ou de visitar um local de assistência médica e representam uma séria ameaça à saúde, tornando-os uma prioridade essencial para o NHS.
A pesquisa, publicada hoje na Nature Communications , é a primeira a mostrar um revestimento antimicrobiano ativado por luz, que mata com sucesso bactérias em luz ambiente de baixa intensidade (300 Lux), como a encontrada em enfermarias e salas de espera. Anteriormente, revestimentos semelhantes precisavam de luz intensa (3.000 Lux), como a encontrada nas salas de operações, para ativar suas propriedades de morte.
O novo revestimento bactericida é feito de pequenos aglomerados de ouro quimicamente modificado embutidos em um polímero com violeta de cristal - um corante com propriedades antibacterianas e antifúngicas.
O primeiro autor, Dr. Gi Byoung Hwang (UCL Chemistry), disse: "Corantes como violeta de cristal são candidatos promissores para matar bactérias e manter superfícies estéreis, pois são amplamente usadas para desinfetar feridas. Quando expostas à luz brilhante, elas criam oxigênio reativo. espécies que, por sua vez, matam bactérias danificando suas membranas protetoras e DNA. Isso é amplificado quando combinados com metais como prata, ouro e óxido de zinco ".
"Outros revestimentos mataram efetivamente bactérias, mas somente após a exposição à luz UV, que é perigosa para os seres humanos, ou fontes de luz muito intensas, que não são muito práticas. Estamos surpresos ao ver quão eficaz é o nosso revestimento em matar os dois S. aureus e E. coli na luz ambiente, tornando-o promissor para uso em uma variedade de ambientes de saúde ", acrescentou o professor Ivan Parkin (UCL Chemistry), autor sênior e reitor da UCL Mathematics & Physical Sciences.
A equipe de químicos, engenheiros químicos e microbiologistas criou o revestimento bactericida usando um método escalável e testou o quão bem ele matou S. aureus e E. coli contra revestimentos de controle e sob diferentes condições de iluminação.
As superfícies das amostras foram tratadas com o revestimento bactericida ou com um controle antes de serem inoculadas com 100.000 unidades formadoras de colônias (UFC) por ml de S. aureus e E. coli . O crescimento da bactéria foi investigado sob condições de luz escura e branca entre 200 e 429 Lux.
Eles descobriram que, à luz ambiente , um revestimento de controle de violeta de cristal em um polímero sozinho não matava nenhuma das bactérias. No entanto, nas mesmas condições de iluminação, o revestimento bactericida levou a uma redução de 3,3 log no crescimento de S. aureus após seis horas e uma redução de 2,8 log no crescimento de E. coli após 24 horas.
"A E. coli foi mais resistente ao revestimento bactericida do que o S. aureus , pois demorou mais tempo para obter uma redução significativa no número de bactérias viáveis na superfície. Isso ocorre provavelmente porque a E. coli tem uma parede celular com uma estrutura de membrana dupla enquanto o S. aureus possui apenas uma barreira de membrana ", explicou a coautora do estudo, Elaine Allan (UCL Eastman Dental Institute).
A equipe descobriu inesperadamente que o revestimento mata bactérias ao produzir peróxido de hidrogênio - um reagente relativamente suave usado em soluções de limpeza de lentes de contato. Ele funciona atacando quimicamente a membrana celular e, portanto, leva mais tempo para trabalhar com bactérias com mais camadas de proteção.
"Os aglomerados de ouro em nosso revestimento são essenciais para gerar o peróxido de hidrogênio, por meio da ação da luz e da umidade. Dado que os aglomerados contêm apenas 25 átomos de ouro, muito pouco deste metal precioso é necessário em comparação com revestimentos semelhantes, tornando nosso revestimento atraente para uso mais amplo ", comentou o autor sênior Professor Asterios Gavriilidis (UCL Chemical Engineering).
Explorar mais
Mais informações: Atividade fotobactericida ativada por nanoclusters de ouro tiolado em baixos níveis de fluxo de luz branca, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-15004-6
Informações da revista: Nature Communications
Fornecido por University College London
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
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da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
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