Avec l'aide des technologies quantiques, les scientifiques ont réussi à augmenter l'efficacité des antibiotiques à plusieurs reprises, ce qui aidera les médecins à faire face au problème le plus important du 21e siècle - la résistance bactérienne aux médicaments.
Les points quantiques sont les plus petits fragments de conducteurs ou de semi-conducteurs, dont les porteurs de charge (c'est-à-dire les électrons) sont limités dans l'espace dans les trois dimensions. Dans ce cas, la taille d'une telle particule doit être si petite que les effets quantiques sont au moins assez importants. Les scientifiques les utilisent à la place des colorants dans diverses expériences liées à la photoélectronique pour suivre les voies de mouvement des médicaments et d'autres molécules dans le corps. Il s'est avéré que le potentiel des points quantiques n'est pas épuisé par cela: les chercheurs ont trouvé de nouvelles applications pour eux et, apparemment, ce sera une étape sérieuse dans la lutte contre les agents pathogènes résistants aux médicaments et les infections qu'ils provoquent.
Antibiotiques et technologies quantiques: synthèse scientifique
Dans une nouvelle étude, les antibiotiques équipés d'une version expérimentale de points quantiques se sont révélés 1000 fois (!) Fois plus efficaces pour combattre les bactéries que leurs versions «régulières». La largeur du point équivaut à un brin d'ADN, qui n'a que 3 nm de diamètre. Ils étaient fabriqués à partir de tellurure de cadmium, un composé cristallin stable souvent utilisé dans le photovoltaïque. Les électrons dans les points quantiques réagissent à la lumière verte d'une certaine fréquence, ce qui les amène à se lier aux molécules d'oxygène dans le corps et à former un superoxyde. Les bactéries qui l'absorbent ne peuvent pas résister aux antibiotiques - après un tel «déjeuner», leur chimie interne est complètement perturbée.
L'équipe de scientifiques a mélangé différents nombres de points quantiques avec différentes concentrations de chacun des cinq antibiotiques pour créer une large gamme d'échantillons à tester. Ils ont ensuite ajouté ces échantillons à cinq souches de bactéries résistantes aux médicaments, y compris le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline, également connu sous le nom de SARM. Dans 480 tests avec diverses combinaisons de points quantiques, d'antibiotiques et de bactéries, plus de 75% des échantillons de points quantiques ont pu inhiber la croissance bactérienne et même tuer complètement les bactéries avec des doses plus faibles d'antibiotiques.
La résistance aux antibiotiques: le fléau du 21e siècle
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Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), la résistance aux antibiotiques est l'une des plus grandes menaces pour la sécurité alimentaire, la santé et le développement dans le monde. Elle peut toucher n'importe qui dans n'importe quel pays: les infections qui étaient faciles à traiter dans le passé (comme la gonorrhée, la pneumonie et la tuberculose) deviennent de plus en plus résistantes aux antibiotiques au fil des années et sont donc plus difficiles à gérer. Outre les risques évidents pour la santé et les taux de mortalité encore plus élevés, la résistance aux antibiotiques a un impact sur l'économie car elle fait grimper les coûts médicaux et augmente la durée du séjour à l'hôpital. Et bien que le développement de la résilience soit un processus évolutif naturel, les gens parviennent à l'aggraver encore plus. Par exemple, le mauvais usage et l'utilisation fréquente d'antibiotiques chez l'homme,et chez les animaux, il accélère fortement ce processus.
Aux États-Unis seulement, au moins 2 000 000 de personnes souffrent chaque année d'une résistance accrue aux antibiotiques. Si cela ne change pas, la résistance aux antibiotiques tuera plus de 10 millions de personnes d'ici 2050! Par conséquent, des chercheurs du monde entier s'efforcent d'influencer cette tendance de diverses manières. Certains utilisent CRISPR pour attaquer directement les agents bactériens, tandis que d'autres cherchent des moyens de lutter contre les infections fongiques. Les scientifiques tentent même de faire face au mécanisme même de l'émergence de résistances et de priver les bactéries de leur principal avantage.
Conclusion
Bien entendu, l'utilisation de points quantiques est également semée d'embûches. L'un d'eux est la lumière, qui active le processus: elle ne doit pas seulement avoir une source, mais aussi le rayonnement lui-même ne brille qu'à travers quelques millimètres de chair. Par conséquent, pour le moment, l'utilisation de la thérapie quantique n'est vraiment efficace que pour résoudre des problèmes superficiels. Néanmoins, ce problème peut être contourné de manière très élégante: l'équipe travaille déjà à la création de nanoparticules qui réagissent à la lumière infrarouge - elles traversent tout le corps et peuvent être utilisées pour traiter même des infections, dont les foyers se trouvent profondément dans les tissus mous et osseux.
Vasily Makarov
