Onderzoek heeft aangetoond dat na blootstelling aan UV-C, micro-organismen over
twee herstelmechanismen beschikken:
fotoreactivatie en donker herstel.

Fotoreactivatie:

Fotoreactivatie is een biologisch proces dat wordt waargenomen bij bepaalde organismen, met name bacteriën en virussen. Blootstelling aan zichtbaar licht na beschadiging door UV-straling activeert enzymatische herstelmechanismen in het DNA van het organisme.

Wanneer micro-organismen worden blootgesteld aan UV-licht, met name UV-C, veroorzaken de UV-fotonen schade aan de DNA-structuur. Dit resulteert in de vorming van pyrimidine dimeren. Echter, wanneer er zichtbaar licht aanwezig is worden specifieke enzymen genaamd fotolyasen geactiveerd. Deze fotolyasen kunnen het beschadigde DNA herkennen en zich eraan binden, waardoor de DNA-beschadiging kan worden hersteld, Samengevat, stelt fotoreactivering micro-organismen in staat om DNA-schade veroorzaakt door UV-licht te herstellen, waardoor hun overlevingskansen toenemen.

Donker herstel:

Donker herstel—ook bekend als nucleotide excisie herstel—is een ander waargenomen biologisch proces, met name in bacteriën. Dit proces betreft Het herstellen van DNA-schade veroorzaakt door UV-straling in de afwezigheid van zichtbaar licht.

In de afwezigheid van zichtbaar licht , worden specifieke enzymen en herstelmethoden geactiveerd om de beschadigde DNA-segmenten te identificeren en te herstellen. Tijdens donker herstel sporen enzymen de laesies in de DNA-streng op en verwijderen ze het beschadigde deel, vervangen het door nieuw gesynthetiseerd DNA en herstellen zo de oorspronkelijke DNA-volgorde.

Donker herstel is een essentieel mechanisme voor micro-organismen om de integriteit van het genoom te behouden en te overleven na blootstelling aan UV.

Deze mechanismen kunnen een aanzienlijk deel van de micro-organismen reanimeren die oorspronkelijk gedood waren door UV-C-licht. Hierdoor neemt de algemene doeltreffendheid van het desinfectieproces af.

Bijvoorbeeld:
Een onderzoek heeft aangetoond dat maar liefst 60% van de micro-organismen die oorspronkelijk met UV-C gedood werden, kunnen heropleven.
(Song, Mohseni and Taghipour, 2019)⁹

Dit onderzoek werd uitgevoerd met E. coli maar veel andere bacteriën bevatten ook enzymen en herstelmechanismen die fotoreactivering en donker herstel na blootstelling aan UV mogelijk maken.
(Kowalski, 2009)¹⁰

 

Antimicrobiële resistentie:

Herstelmechanismen veranderen het DNA/RNA, waardoor het risico van micro-organismemutaties ontstaat tijdens het herstelproces. Deze mutaties kunnen micro-organismen pathogener maken of resistent tegen toekomstige desinfectiepogingen. Hierdoor kan de doeltreffendheid van UV-C na verloop van tijd verder afnemen.
(Shibai et al., 2017)¹¹

Als gevolg hiervan is het aanbevolen dat UV-C desinfectie mogelijks niet volledig betrouwbaar is als een autonome desinfectiemethode en het vereist is om aanvullende desinfectiestrategieën te implementeren om een grondige
microbiële uitroeiing te garanderen.

(Demeersseman et al., 2023)¹²

Bronnen
⁹Song, K., Mohseni, M. and Taghipour, F. (2019a). Mechanisms investigation on bacterial inactivation through combinations of UV wavelengths. Water Research, 163, p.114875. ¹⁰Kowalski, W. (2009). Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook. ¹¹Shibai, A., Takahashi, Y., Ishizawa, Y., Motooka, D., Nakamura, S., Ying, B.-W. and Tsuru, S. (2017). Mutation accumulation under UV radiation in Escherichia coli.
Scientific Reports, 7(14531). ¹²Demeersseman, N., Saegeman, V., Cossey, V., Devriese, H. and Schuermans, A. (2023). Shedding a light on ultraviolet-C technologies in the hospital environment. Journal of Hospital Infection, 132, pp.85–92.