Investigadores descubren la ciencia en el uso de luz UV para desarmar patógenos

Aunque la luz ultravioleta puede eliminar varios gérmenes, los mecanismos exactos que orquestan la acción dañina de la radiación han sido esquivos durante mucho tiempo. En una publicación de la Revista PNAS, investigadores de la Universidad de Texas informaron que la radiación ultravioleta crea agujeros en la cubierta protectora externa de los microbios al desalojar el triptófano, una molécula que es un componente importante de la cubierta externa de la bacteria. Los investigadores dijeron que estos agujeros proporcionan puertas de entrada para que la radiación ultravioleta ingrese a la bacteria e interrumpa su ADN, lo que luego detiene la replicación de los microbios.

El Profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e informática de esa casa de estudios, Dr. Peter Rentzepis, comenta: “Nuestro estudio proporciona la ciencia detrás de la acción germicida de la luz ultravioleta (…) Nos gustaría utilizar este conocimiento para desarrollar mejores formas de controlar la inactivación de bacterias en diversos entornos, incluida la industria alimentaria y la atención médica”.

La luz ultravioleta es un haz de radiación altamente energético que se ha aprovechado para una variedad de aplicaciones que van desde la prevención de la contaminación de los alimentos hasta el control de infecciones. Aunque la radiación ultravioleta se ha utilizado durante más de cinco décadas para matar bacterias, el medio por el cual ingresa a los microorganismos y luego accede a su material genético no ha sido claro.

Para alcanzar el interior de la bacteria, la radiación ultravioleta debe pasar a través de la membrana celular. Unidas a esta membrana están las moléculas de triptófano, que anclan las proteínas producidas dentro de los microbios en la membrana celular. En consecuencia, la cubierta externa bacteriana está tachonada con moléculas de triptófano. Cuando son golpeados por la luz ultravioleta, las moléculas de triptófano absorben la radiación y se energizan, mientras que cuando pierden esta energía absorbida, reemiten una luz ultravioleta mucho más débil, llamada luz fluorescente. Rentzepis y su equipo investigaron si estas interacciones entre la luz ultravioleta y el triptófano desempeñaban un papel en la eliminación de bacterias.

Para sus experimentos, los investigadores examinaron la luz fluorescente emitida por las moléculas de triptófano en Escherichia coli y Bacillus subtilis después de iluminarlas con un haz de radiación ultravioleta. Como se esperaba, descubrieron que, al final de la radiación, que generalmente duraba varios minutos, la luz fluorescente emitida por las moléculas de triptófano se redujo drásticamente, lo que indica que la radiación estaba matando a las bacterias. Sin embargo, para su sorpresa, esta disminución de la luz fluorescente se produjo después de un aumento inicial, inmediatamente después de que se encendiera la radiación.

El Profesor Rentzepis explica que “el aumento de la luz ultravioleta emitida justo después del inicio de la radiación nos hizo sospechar que los cambios que ocurren en las moléculas de triptófano antes de que finalmente sean destruidas por la luz ultravioleta pueden estar involucradas en la forma en que la radiación ingresa a la bacteria”.

Los hallazgos de los investigadores sugieren que, en bacterias, la luz ultravioleta podría desplegar proteínas de membrana y separar las moléculas de triptófano, lo que podría causar el aumento inicial de la señal de luz emitida. Con el triptófano extraído de la membrana celular, el espacio dejado atrás forma huecos para que la luz ultravioleta ingrese y dañe el ADN, puntualiza el académico.

Fuente: Food Quality & Safety

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