የሜቲሊን ብሉ ፀረ ተህዋሲያን ምርምር፦ ባክቴሪያ፣ ፈንገሶች እና በብርሃን ማንቃት

ሁለት አንባቢዎች ሜቲሊን ብሉ ፀረ ተህዋሲያን የሚለውን ሐረግ ሲያዩ የተለያዩ ነገሮችን ያስባሉ። አንዱ ተህዋሲያንን እንደነካ የሚመርዝ ሰማያዊ ፈሳሽ ያስባል። ሌላው ደግሞ ቀለምን ከቀይ ብርሃን ጋር በማጣመር የሚያጠፋቸውን ሂደት ያስባል። ሁለቱም ምስሎች የተወሰነ እውነት አላቸው። ሆኖም የትኛውም የተሟላ ጽንሰ ሐሳብ አይደለም፤ አብዛኞቹ በመስመር ላይ የሚቀርቡ አባባሎች የሚሳሳቱትም እነዚህን ሁለት ነገሮች በማደባለቅ ነው።

ይህ ግምገማ የሚመለከተው ይህንን ልዩነት ነው። ሜቲሊን ብሉ በበቂ ክምችት ሲኖር በጨለማ መጠነኛ መርዛማነት አለው። በቀይ ብርሃን ግን በብርሃን የሚነቃ ንጥረ ነገር ይሆናል፦ ፎቶን ይስባል፣ ምላሽ ሰጪ ወደሆነ የትሪፕሌት ሁኔታ ይደርሳል፣ እና ብዙ ዒላማዎችን በአንድ ጊዜ የሚጎዳ ኦክሳይድ አድራጊ ኬሚካላዊ ሂደትን ያንቀሳቅሳል። ይህ በብርሃን የሚነቃ አሠራር የራሱ ስም፣ ፀረ ተህዋሲያን ፎቶዳይናሚክ ሕክምና፣ እና የራሱ መስፈርቶች አሉት። ክምችት ብቻ አይገልጸውም። የሞገድ ርዝመት፣ የብርሃን መጠን፣ የማቆያ ጊዜ፣ ኦክስጅን እና የተህዋሲያኑ ዓይነት ውጤቱን ይወስናሉ።

ሁለቱ የመግደል ጽንሰ ሐሳቦች

መጀመሪያ በጨለማ የሚከናወነውን ጽንሰ ሐሳብ እንመልከት። ሜቲሊን ብሉ አዎንታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያ ያለው የፊኖታያዚኒየም ቀለም ነው። ከተህዋሲያን ውጫዊ ሽፋኖች ጋር ይያያዛል፣ በተለያየ መጠን ወደ ሕዋሳት ይገባል፣ እና በኦክሲዴሽንና በሪዳክሽን ምላሾች እንዲሁም በኬሚካላዊ ትስስር ይሳተፋል። ፎቶኖች አይሳተፉም። ግድያ ይከሰታል፣ ግን እንደ ተህዋሲያኑ ዓይነት በእጅጉ በሚለያዩ ክምችቶች ብቻ ነው፤ አሠራሩም አንድ ብቻ የሆነ ግልጽ ዒላማ የለውም።

የፎቶዳይናሚክ ጽንሰ ሐሳብ ብርሃንን ይጨምራል። ከ630 እስከ 680 nm አካባቢ ያሉ ቀይ ፎቶኖች ቀለሙ ብርሃንን ከሚስብበት ክልል ጋር ይደራረባሉ፤ የሞኖመሩ ከፍተኛ የመምጠጥ ነጥብ በ664 nm አቅራቢያ ነው። ብርሃንን መምጠጡ ቀለሙን አጭር ዕድሜ ወዳለው የሲንግሌት ሁኔታ፣ ከዚያም ረዘም ያለ ዕድሜ ወዳለው የትሪፕሌት ሁኔታ ያሸጋግረዋል። ከዚያ ሁለት የምላሽ ቤተሰቦች ይከተላሉ። በType I ኬሚካላዊ ሂደት ትሪፕሌቱ ኤሌክትሮንን ወደ ምላሽ ተቀባይ ንጥረ ነገር በማስተላለፍ ሱፐርኦክሳይድና ሃይድሮክሲል ዝርያዎችን የሚያካትቱ የራዲካል ሂደቶችን ያስጀምራል። በType II ኬሚካላዊ ሂደት ደግሞ ኃይልን በቀጥታ በመሠረታዊ ሁኔታ ላይ ወዳለ ኦክስጅን በማስተላለፍ ሲንግሌት ኦክስጅንን ይፈጥራል። ሁለቱም በአንድ ጊዜ ሊከናወኑ ይችላሉ፤ ቀለሙን ሲንግሌት ኦክስጅን ብቻ የሚያመነጭ ንጥረ ነገር ማለት ከልክ በላይ ማቅለል ነው። የፊኖታያዚኒየም ብርሃን ተነቃቂዎች የመዋቅርና እንቅስቃሴ ግንኙነት ግምገማ ይህንን በቀጥታ ያሳያል፦ በተዛማጅ ቀለሞች መካከል፣ በብርሃን የሚመጣ በባክቴሪያ ላይ ያለ መርዛማነት ከሲንግሌት ኦክስጅን ምርት ብቻ ጋር አልተጣጣመም፤ ምክንያቱም ወደ ሕዋስ መግባት፣ የሚከማችበት ቦታ እና ወደ እንቅስቃሴ አልባው ሉኮ ቅርጽ በሪዳክሽን መለወጥ እንደ ብርሃን ፊዚክስ ሁሉ አስፈላጊ ነበሩ። የሞገድ ርዝመት መመሪያውን የሚያስረዳው የብርሃን ኬሚስትሪ ቀለምን ከቀይ ብርሃን ጋር በማጣመር ላይ በሚያተኩረው ተጓዳኝ ግምገማ ተብራርቷል።

ሲንግሌት ኦክስጅን ለአንድ ጠቃሚ ባህሪ ማዕከላዊ ነው። ከብዙ ባዮሞለኪውሎች ጋር በአንድ ጊዜ ምላሽ ይሰጣል፤ ስለዚህ ጥቃቱ በአንድ ኢንዛይም ወይም ተያያዥ ፕሮቲን ላይ ከማነጣጠር ይልቅ ባለብዙ አካል ነው። የፎቶዳይናሚክ ፀረ ተህዋሲያን ኬሞቴራፒ መሠረታዊ ማብራሪያ የተለመዱ የመድኃኒት መቋቋም መገለጫዎች ብዙ ክብደት የማይኖራቸው በዚህ ምክንያት እንደሆነ አቅርቦታል፦ ተጨማሪ ፔኒሲሊን ተያያዥ ፕሮቲን ወይም ሚውቴሽን ያለበት ቶፖአይሶመሬዝ የምላሽ ሰጪ ኦክስጅን ድንገተኛ ፍንዳታን አያግድም። ከታች ያለው ሰንጠረዥ እንደሚያሳየው፣ ይህ አመክንዮ ሜቲሲሊንን በሚቋቋም Staphylococcus aureus እና ቫንኮማይሲንን በሚቋቋሙ ኢንቴሮኮካይ ላይ በተደረጉ ሙከራዎች ተደግፏል። ይህ መቋቋም ፈጽሞ አይቻልም ማለት ሳይሆን፣ በተለየ መንገድ ይሠራል ማለት ነው። ንጥረ ነገሮችን ከሕዋስ የሚያስወጡ ፓምፖችና ኦክሲዴሽንን የሚከላከሉ ሥርዓቶች አሁንም፣ በተለይ በፈንገሶች ውስጥ፣ የሚያስፈልገውን መጠን ሊቀይሩ ይችላሉ።

የተህዋሲያንና የጥናት ሞዴሎች ሰንጠረዥ

ይህ ሰንጠረዥ የጽሑፉ ዋና የመረጃ ክፍል ነው። እያንዳንዱ እሴት ለተወሰነ ፕሮቶኮል ብቻ የሚሠራ ነው፦ ተመሳሳይ ቀለም ቢሆንም፣ የብርሃን መጠኑ ወይም የማቆያ ጊዜው ከተለየ ቁጥሩም ይለያል። MBC፣ MLC እና MICን እርስ በርስ እንደሚተኩ አትመልከቱ። እዚህ MBC እና MLC ማለት እንደገና በማሳደግ ፈተና ምንም የተረፈ ሕያው ተህዋሲያን አለመገኘት ሲሆን፣ MIC ማለት እድገትን መግታት ነው። የብርሃን ሁኔታዎች ለእያንዳንዱ መዝገብ ተገልጸዋል።

ሦስት አዝማሚያዎች ጎልተው ይታያሉ። በመጀመሪያ፣ ግራም ፖዘቲቭ ስታፊሎኮካይ በዝቅተኛ ማይክሮሞላር ደረጃዎች ይሞታሉ፣ ግራም ኔጌቲቭ ዘንግ ቅርጽ ያላቸው ባክቴሪያዎች ግን በጨለማ በግምት መቶ እጥፍ የሚበልጥ ቀለም ያስፈልጋቸዋል፤ ምክንያቱም የግራም ኔጌቲቭ ባክቴሪያዎች ውጫዊ ሽፋን መግባትን ይገድባል። ብርሃን ልዩነቱን ያጠባል፣ ግን አያስወግደውም። ሁለተኛ፣ የሜቲሊን ብሉ ፀረ ፈንገስ እንቅስቃሴ እውን ቢሆንም በሁኔታዎች ላይ የተመሠረተ ነው፦ ሜቲሊን ብሉ Candidaን የሚገድልበት የፀረ ፈንገስ ውጤት ከብርሃን መጠን ጋር በፍጥነት ይጨምራል፣ እና እንደ ማስወጫ ፓምፕ ከመጠን በላይ መመንጨት ያለ አንድ የባህሪ ለውጥ በተመሳሳይ መጠን የ5 log ግድያን ሊያስቀር ይችላል። ሦስተኛ፣ የበሰለ ባዮፊልም በፈሳሽ ውስጥ ከተንሳፈፉ ሕዋሳት በተለየ መንገድ ይሠራል፤ የአፍ ባዮፊልም ረድፍ የሚያሳየውም ይህንን ነው።

ባክቴሪያ፦ ብርሃን በጣም የሚረዳበትና የማይረዳበት ቦታ

ስታፊሎኮካይ በቀላሉ የሚጋለጡት ምሳሌ ናቸው። ብርሃን ሲጠቀም፣ በወረርሽኝ ለሚስፋፋ MRSA በግምገማው ሰንጠረዥ የተመዘገቡት እሴቶች እንኳን ከማነጻጸሪያው ቫንኮማይሲን እሴት ጋር እኩል ወይም ከዚያ በታች ናቸው። ሁለት ሜቲል ቡድኖች የተጨመረባቸው ተዋጽኦዎች ደግሞ የበለጠ ጥሩ ውጤት አሳይተዋል፤ ምክንያቱም ሜቲል ቡድን መጨመር ለስብ ያለውን ተዛምዶና የሲንግሌት ኦክስጅን ምርት ከፍ አድርጎ፣ ወደ ሉኮ ቅርጽ በሪዳክሽን መለወጥን ተቋቁሟል። ይህ ኬሚካላዊ ዝርዝር ጠቃሚ ነው፦ ግድያ የመድረስ ሂደትና የብርሃን ፊዚክስ ጥምር ውጤት እንጂ የብርሃን ፊዚክስ ብቻ ውጤት እንዳልሆነ ያሳያል።

ግራም ኔጌቲቭ ተህዋሲያን የመድረስ ሂደቱን አስፈላጊነት ያሳያሉ። Pseudomonas በጨለማ 500 uM፣ በብርሃን ደግሞ 25 uM አስፈልጎታል፤ ይህ የሃያ እጥፍ መሻሻል ነው፣ ሆኖም በብርሃን የተገኘው እሴት አሁንም ከስታፊሎኮካይ ክልል በጣም ከፍ ያለ ነው። አዎንታዊው የኤሌክትሪክ ክፍያ ቀለሙ ወደ ውጫዊ ሽፋኑ እንዲቀርብ ይረዳል፣ ግን ሰርጎ መግባት አሁንም ገደብ ነው። የዝግጅት ቅርጾች፣ የማቆያ ጊዜ እና የተዋጽኦ ምርጫ ተመሳሳይ ቀለምን በከፍተኛ መጠን ከመደጋገም ይልቅ እነዚህን ቁጥሮች ይቀይራሉ።

ኢንቴሮኮካይ የጥንቃቄ ምሳሌ ይሰጣሉ። በቀድሞዎቹ ፕሮቶኮሎች፣ E. faecalis ከብርሃን ምንም ጥቅም አላገኘም፣ እና ቫንኮማይሲንን የሚቋቋም E. faecium ተጨማሪ ብርሃን ሳይሆን የተለየ ሞለኪውል አስፈልጎታል። አንድ የሜቲሊን ብሉ MBCን እንደ አጠቃላይ ፀረ ባክቴሪያ ቋሚ እሴት የሚጠቅስ ሰው የምርምር ጽሑፎቹን በስህተት እየተረዳ ነው። እንዲህ ያለ ቋሚ እሴት የለም። እሴቶቹ ለተወሰነ ዝርያ፣ ማሳደጊያ፣ የመነሻ ተህዋሲያን መጠን፣ የማቆያ ጊዜ፣ የሞገድ ርዝመት እና በአንድ ስፋት ላይ ለሚደርስ የብርሃን ኃይል መጠን ብቻ የሚሠሩ ናቸው። እራስን ሳያሳስቱ እነዚህን እሴቶች እንዴት ማንበብ እንደሚቻል የግድያ ኩርባዎችን ለመተርጎም በተዘጋጀው መመሪያ ተብራርቷል።

ፈንገሶች፦ ተጋላጭ ናቸው፣ ግን የእድገት ደረጃና ፓምፖች ይወስናሉ

በግሉካን፣ ማናን እና ኪቲን የተገነቡ የፈንገስ ግድግዳዎች ከባክቴሪያ የተለየ ወደ ሕዋስ የመግባት ችግር ያቀርባሉ፤ ፈንገሶች ንቁ መከላከያዎችም አሏቸው። ከላይ ያለው የCandida የማስወጫ ፓምፕ ውጤት በጣም ግልጽ ምሳሌ ነው፦ ተመሳሳይ ቀለም፣ ተመሳሳይ ብርሃን እና ተመሳሳይ ማሳደጊያ ቢኖሩም፣ ፓምፖቹን ከመጠን በላይ የሚያመነጨው ዝርያ በሕይወት ተርፏል፣ መነሻ ዝርያው ግን ቅኝ ግዛት መፍጠር ከሚችሉት አሃዶቹ በግምት 99.999 በመቶውን አጥቷል። የቆዳ ፈንገሶች የእድገት ደረጃን ደግሞ ወደዚህ ይጨምራሉ። ስፖሮች ከሃይፋዎች በጣም በቀላሉ ይሞታሉ፤ ስለዚህ ስፖሮችን የሚያስወግድ ፕሮቶኮል በተመሳሳይ መጠን የሃይፋ ቁርጥራጮችን በሕይወት ሊያስቀር ይችላል።

ለዚህ ነው የሜቲሊን ብሉ ፀረ ፈንገስ ሪፖርቶች እንደ ባክቴሪያ ሪፖርቶች ሁሉ የብርሃን ሁኔታዎችን በጥብቅ መግለጽ የሚያስፈልጋቸው። የጥፍርና የቆዳ ክሊኒካዊ ፎቶዳይናሚክ ጥናቶች ከ1 እስከ 2 በመቶ ቀለምን በተወሰነ በአንድ ስፋት ላይ በሚደርስ የኃይል መጠን ከተለካ ቀይ ብርሃን ጋር በማጣመር ተጠቅመዋል፣ ክትትልም አድርገዋል። ክሊኒካዊ ገጽታን ከፈንገስ መወገድ ለይተዋል። እነዚህ ሙከራዎች በጥፍርና በቆዳ ፈንገስ ላይ የፎቶዳይናሚክ ማስረጃ ማጠቃለያ ውስጥ ተገምግመዋል። በክፍል ብርሃን ውስጥ የተበረዘ ቀለምን በቁስለት ላይ መቀባት ቀለሙን ይደግማል፣ ሂደቱን ግን ይተዋል።

የባዮፊልም ማረጋገጫ፦ ባለ33 ዝርያ የአፍ ሞዴል

የ2024 ባለብዙ ዝርያ የአፍ ባዮፊልም ጥናት ቀላሉን ሳይሆን አስቸጋሪውን ሁኔታ ስለሚፈትሽ ትኩረት ይገባዋል። Porphyromonas gingivalis፣ Tannerella forsythia፣ Aggregatibacter actinomycetemcomitans፣ Fusobacterium እና የአፍ ስትሬፕቶኮካይን ጨምሮ ሠላሳ ሦስት የአፍ ዝርያዎች ያለ ኦክስጅን በማደግ በቀን 6 የበሰለ ባዮፊልም ፈጥረዋል። ሂደቱ 0.01 በመቶ ቀለምን ከ660 nm LED ጋር በከፍተኛ የብርሃን ኃይል ጥግግት ለ5 ደቂቃ መጠቀም ነበር። ቀለም ብቻም ሆነ ብርሃን ብቻ ጠቅላላ ቁጥሮችን በከፍተኛ መጠን ቀንሰዋል፣ ጥምራቸውም ሜታቦሊክ እንቅስቃሴን በግምት በግማሽ ቀንሷል። ሆኖም የማኅበረሰቡ ስብጥር አልተቀየረም፣ ባዮፊልሙም ከሕያው ተህዋሲያን ሙሉ በሙሉ ነፃ አልሆነም።

ይህ ገደቡ በግልጽ የታወቀ እውነተኛ ተጽዕኖ ነው። ፎቶዳይናሚክ ሕክምናን በተጸዳ የድድ ኪስ ውስጥ እንደ አካባቢያዊ ተጓዳኝ ሕክምና ይደግፋል እንጂ፣ ተመርምሮ የተረጋገጠ ፔሪዮዶንታይተስን በራሱ የሚያክም የአፍ ማለቅለቂያ እንደሆነ አያሳይም። ይህም ወደ አጠቃላይ ክፍተቱ ያመጣናል።

በላቦራቶሪ መግደል ለምን ከሕክምና ጋር እኩል አይደለም

በፈሳሽ ውስጥ በነፃ ለሚንሳፈፉ ሕዋሳት የሚለካ MBC አንድ ዓይነት ሕዋሳትን ኦክስጅን ባለበት ማሳደጊያ ውስጥ ለተመሳሳይ ቀለምና ብርሃን ያጋልጣል። ቁስለት ግን ከዚህ አንዱንም አያቀርብም። ማትሪክሱ መግባትን ያዘገያል፣ እንደ ጽናት ሕዋሳት ያሉ ሁኔታዎች ኦክሲዴሽንን ይቋቋማሉ፣ ደምና ከቁስለት የሚወጣ ፈሳሽ ብርሃንን ይስባሉ፣ የሕብረ ሕዋስ ቅርጽ ጥላዎችን ይፈጥራል፣ እና ኦክስጅን ያነሰባቸው ኪሶች የType II ኬሚካላዊ ሂደትን ያዳክማሉ፤ ምክንያቱም ሲንግሌት ኦክስጅን በትርጉሙ መሠረት ሞለኪውላዊ ኦክስጅን ያስፈልገዋል። የተቀላቀሉ ኢንፌክሽኖች በቀለም መውሰድና በተጋላጭነት የሚለያዩ ዝርያዎችን ይጨምራሉ፤ ስለዚህ የአንድ ማጣቀሻ ዝርያ እሴት ቦታውን ሊወክል አይችልም።

የአፍ ምሳሌው ክፍተቱን በተጨባጭ ያሳያል። በሳህን ውስጥ Porphyromonasን ወይም ስትሬፕቶኮካይን መቀነስ፣ ወይም በማሳደጊያ የተፈጠረ ባዮፊልምን በግማሽ መግታት፣ ሰማያዊ የአፍ ማለቅለቂያ ፔሪዮዶንታይተስን እንደሚያክም፣ የጥርስ ውስጥ ኢንፌክሽንን እንደሚፈውስ ወይም በደም ውስጥ ያሉ ባክቴሪያዎችን እንደሚያስወግድ አያረጋግጥም። ክሊኒካዊ የድድና የጥርስ ድጋፍ ሕብረ ሕዋሶች እንክብካቤ ባዮፊልሙን በመካኒካዊ መንገድ በመበታተንና በማስወገድ፣ እንዲሁም የኪሱን አካላዊ ቅርጽ በመንከባከብ ላይ ይመሠረታል፤ በብርሃን ላይ የተመሠረተ ሕክምናም እንደ አካባቢያዊ ተጓዳኝ እየተጠና ነው። በላቦራቶሪ ሳህን ጉድጓድ ውስጥ የሚገድለው የቀለም ክምችት ከድድ ጠርዝ በታች ወደ ባክቴሪያዎች ከሚደርሰው ክምችት ጋር ቋሚ ግንኙነት የለውም፣ የክፍል ብርሃንም የ660 nm የብርሃን መጠን አይደለም። በደህንነትና በመስተጋብር ማጣቀሻው እንደተገለጸው፣ ለማንኛውም የአፍ አጠቃቀም የመጠን፣ የደህንነትና የመስተጋብር ገደቦች በሐኪም መወሰን አለባቸው።

ይህ ማስረጃ የማይወክለው

ይህ የቤት ውስጥ ፀረ ተህዋሲያን ማጽጃ ነው የሚል አባባል አይደለም። የባክቴሪያ ግድያ ሰንጠረዦች የተወሰኑ ዝርያዎችን፣ ማሳደጊያዎችን፣ የንክኪ ጊዜዎችን፣ የብርሃን ስፔክትራ እና በአንድ ስፋት ላይ የሚደርሱ የብርሃን ኃይል መጠኖችን ይጠቀማሉ። ስለ ወጥ ቤት ገጽታዎች፣ በኦርጋኒክ ቆሻሻ ውስጥ ስለሚያስፈልጉ የንክኪ ጊዜዎች ወይም ስለ ቁጥጥር ባለሥልጣናት የተህዋሲያን ማስወገድ መስፈርቶች ምንም አይናገሩም።

በመላው ሰውነት የሚሠራ አንቲባዮቲክ ምትክም አይደለም። የተለመደው ፎቶዳይናሚክ እንቅስቃሴ ቀለም፣ የተመጠጠ ብርሃን እና ኦክስጅን በአንድ ቦታ በአንድ ጊዜ መኖር ይፈልጋል። ብርሃን ተውጦ የሚወሰድ መድኃኒት ወደ ደም እንደሚደርስ ወደ ጥልቅ ወይም ወደ ተበታተኑ ቦታዎች አይደርስም። ዋይንራይት ከመጀመሪያው አካባቢያዊ ተህዋሲያን ማስወገድን እንደገለጸው ሁሉ፣ የምርምር ጽሑፎቹ ይህንን አቀራረብ መድረስ ለሚቻልባቸው አካባቢያዊ ኢንፌክሽኖች ወይም እንደ ተጓዳኝ ሕክምና ያስቀምጡታል።

ሚዛናዊው ማጠቃለያ ከዚህ የጠበበ ቢሆንም አሁንም አስደሳች ነው። ሜቲሊን ብሉ በጨለማ መጠነኛ ፀረ ተህዋሲያን እንቅስቃሴ አለው፣ ቀይ ብርሃንም ለብዙ ባክቴሪያዎችና ፈንገሶች እጅግ የላቀ ፎቶዳይናሚክ ተጽዕኖ እንዲያሳይ ያደርገዋል። ይህም ለPseudomonas ከ500 ወደ 25 uM፣ በወረርሽኝ ለሚስፋፋ MRSA ከ80 ወደ 20 uM ያሉ ትልቅ የጨለማና የብርሃን ልዩነቶችን ያካትታል፤ በኢንቴሮኮካይና ውጤታማ የማስወጫ ፓምፖች ባሉት Candida ውስጥ የሚታዩ ትምህርት ሰጪ ያልተሳኩ ውጤቶችም አሉ። እነዚህን ውጤቶች ወደ ተግባር መቀየር በተገለጸው የቀለም ክምችት እንደሚወሰን ሁሉ፣ በመድረስ ሂደት፣ በባዮፊልም ፊዚዮሎጂ እና በኦክስጅንም ይወሰናል። እነዚህን ሁኔታዎች በግልጽ ካቆዩ ቁጥሮቹ ትርጉም አላቸው። ካስወገዷቸው ግን ምንም ትርጉም የላቸውም።