Ультрафиолетовый (УФ) свет вреден для кожи человека, но может стать новым инструментом в борьбе с аллергией. В исследовании, недавно опубликованном в журнале ACS ES&T Air, обнаружено, что УФ-свет может нейтрализовать распространённые аллергены в помещениях всего за 30 минут.
«Мы обнаружили, что можем использовать пассивное и в целом безопасное лечение ультрафиолетом для быстрой инактивации аллергенов в воздухе», — заявила автор исследования Тесс Эйдем, микробиолог из Университета Колорадо в Боулдере. «Мы считаем, что это может стать ещё одним инструментом, помогающим людям бороться с аллергенами в их домах, школах или других местах, где аллергены накапливаются в помещениях».
Почему аллергены не исчезают
Достаточно лишь ненадолго оказаться рядом с кошками, плесенью, пылевыми клещами или деревьями, чтобы вызвать симптомы от отёка глаз до зуда кожи и даже нарушения дыхания. Аллергены в помещениях могут сохраняться месяцами, даже если первоначальный источник исчез. Повторное воздействие может привести к обострению симптомов астмы.
Если у человека аллергия на кошек, то при входе в комнату и чихании он реагирует не на саму кошку. Скорее всего, это реакция на маленькие частицы белка под названием Fel d1, который содержится в кошачьей слюне. Этот белок распространяется, когда кошки вылизываются, и оказывается в микроскопических чешуйках мёртвой кожи, плавающих в воздухе, которые мы называем перхотью.
Когда человек вдыхает эти частицы перхоти, его иммунная система создаёт антитела, которые прикрепляются к уникальной трёхмерной структуре белка. Это запускает аллергическую реакцию. Согласно клинике Кливленда, иммунная система страдающего аллергией человека создаёт специальное антитело, называемое иммуноглобулином E (IgE), при первом контакте с аллергеном. Каждое из этих антител чувствительно к определённому виду аллергена. У некоторых людей может быть несколько антител IgE, чувствительных к нескольким типам аллергенов. Если у вас нет аллергии на кошек, ваша иммунная система не будет вырабатывать IgE при контакте с кошачьей перхотью.
Растения, мыши, собаки и пылевые клещи выделяют свои уникальные белки, каждый из которых имеет особую структуру. Если мы можем уничтожить вирусы и бактерии с помощью чистящих средств и антибиотиков, аллергены уничтожить невозможно, потому что они никогда не были живыми. Они — просто побочный продукт жизнедеятельности многих живых существ.
«После того как пылевые клещи давно исчезли, аллерген всё ещё там», — сказала Эйдем. «Вот почему, если вы вытряхнете ковёр, у вас может возникнуть реакция спустя годы».
Мытьё стен, уборка пылесосом, воздушные фильтры и регулярное купание домашних животных могут лишь частично решить проблему, и их трудно поддерживать в долгосрочной перспективе. Эйдем и соавторы исследования, инженер-эколог Марк Эрнандес и микробиолог Кристин Ругх, искали более простой способ избавиться от аллергенов. Вместо того чтобы уничтожать белки, вызывающие аллергию, команда изучала возможность изменения структуры белка, чтобы иммунная система не распознавала аллерген. Этот процесс они сравнивают с разворачиванием фигурки оригами.
«Если ваша иммунная система привыкла к лебедю, и вы развернёте белок так, что он больше не будет похож на лебедя, аллергической реакции не будет», — объяснила Эйдем.
Как УФ-свет может уничтожить аллергены
УФ-свет может стать решением. Ранее исследования показали, что УФ-свет может уничтожать микроорганизмы в воздухе, включая вирус COVID-19 (SARS-CoV-2). УФ-свет также используется для дезинфекции оборудования в больницах и аэропортах. Однако обычно используется невероятно сильный свет с длиной волны 254 нанометра. На этом уровне пользователи должны носить защитное оборудование, чтобы предотвратить повреждение кожи и глаз.
Вместо этого Эйдем использовала свет с длиной волны 222 нанометра. Этот менее интенсивный вариант УФ-света считается более безопасным, поскольку он не проникает глубоко в клетки. Однако он не лишён риска. Среди рисков — загрязнение воздуха озоном, если устройство используется в плохо проветриваемом помещении или слишком часто, поэтому его использование следует ограничить.
Эйдем и команда закачали микроскопические аэрозольные аллергены от клещей, перхоти домашних животных, плесени и пыльцы в незанятую и герметичную камеру объёмом 350 кубических футов в одной из лабораторий кампуса. Затем они включили четыре лампы УФ222 размером с ланч-бокс, которые были размещены на потолке и полу камеры.
Они брали пробы воздуха каждые 10 минут и сравнивали их с необработанным воздухом, содержащим аллергены, и обнаружили значительные различия. В обработанных образцах антитела больше не распознавали многие белки, а это значит, что иммунной системе было сложнее их распознать. Всего за 30 минут количество аллергенов в воздухе эффективно снизилось в среднем на 20–25%.
«Это довольно быстрое снижение, если сравнивать его с месяцами уборки, заменой ковров и купанием кошки», — сказала Эйдем.
Помощь миллионам страдающих аллергией
Хотя лампы УФ222 уже доступны в продаже, Эйдем предполагает, что в будущем могут появиться портативные версии для людей, которые могут включать их, когда они навещают друга с домашним животным или убирают пыльный подвал.
Кроме того, системы УФ222 потенциально могут защитить работников, которые часто контактируют с аллергенами, в том числе тех, кто работает с живыми животными. Поскольку у каждого третьего взрослого и каждого четвёртого ребёнка в Соединённых Штатах есть аллергия, Эйдем надеется, что будущие исследования могут спасти жизни.
«Приступы астмы уносят жизни около 10 человек каждый день в Соединённых Штатах, и они часто вызваны аллергенами в воздухе», — сказала Эйдем. «Попытки разработать новые способы предотвращения такого воздействия очень важны».