Ärzte Zeitung online, 18.09.2009

Neues Nanomaterial tötet Antibiotika-resistente Bakterien

MÜNSTER (eb). Ein Forscherteam aus Münster hat ein nach eigenen Angaben bislang einzigartiges Nanomaterial entwickelt, das Antibiotika-resistente Bakterien abtötet. Die Partikel heften sich gezielt an Bakterien an, markieren sie und setzten unter Rotlicht-Bestrahlung einen zerstörerischen Prozess in Gang.

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Fluoreszenzmikroskop: Die Zellkerne der Stammzellen sind blau, das Zellgerüst rot immunmarkiert. Fotos (2): Universität Münster

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Als Ausgangsmaterial verwenden die Forscher Zeolith-L-Nanokristalle. In einem einfachen und kostengünstigen Verfahren werden diese Nanopartikel mit einer Komponente versehen, durch die eine Anheftung der Partikel an die Bakterienoberfläche ermöglicht wird. Zusätzlich werden die Partikel mit einem Farbstoff ausgestattet, der unter dem Fluoreszenzmikroskop grün leuchtet und die Bakterien sichtbar macht (Angew. Chem. Int. Ed. 48, 2009, 1).

Die Wirksamkeit der Nanopartikel beruht auf der Methode der photodynamischen Therapie: Bei Bestrahlung mit Licht wird eine Reaktion in Gang gesetzt, durch die die Bakterienzellen abgetötet werden. Dazu heften die Forscher einen dritten Stoff an die Nanokristalle an, der durch rotes Licht aktiviert wird und bestimmte aggressive Sauerstoff-Moleküle erzeugt. Diese Sauerstoff-Moleküle - so genannter Singulett-Sauerstoff - starten eine Reaktionskette, welche die Bakterienzelle zerstört.

Bislang heften sich die neuen Nanopartikel über elektrostatische Wechselwirkung an Bakterienarten mit bestimmten Oberflächeneigenschaften (Gram-negativ). Die Forscher arbeiten nun daran an, die Bindung auch an andere Bakterienarten zu ermöglichen und die Bindungsspezifität zu erhöhen. Dann könnte die Methode in Zukunft gezielt eingesetzt werden, um bestimmte Bakterien bei lokalisierten Erkrankungen zu bekämpfen.

Die Forscher überlegen, ob die Methode nicht nur bei der Bekämpfung Antibiotika-resistenter Bakterien eingesetzt werden könnte, sondern auch bei Hautkrebs, so Dr. Cristian Strassert vom Physikalischen Institut der WWU, der an der Studie federführend mitgewirkt hat. Dazu wollen die Wissenschaftler die Nanopartikel dazu bringen, gezielt an Krebszellen zu binden.

"Falls das klappt, wäre es denkbar, dass die Nanopartikel in Zukunft in einer Creme auf die Haut aufgetragen werden könnten", beschreibt Strassert seine Vision in einer Mitteilung der Uni Münster. "Durch Beleuchtung könnten die Partikel dann aktiviert und die Krebszellen zerstört werden."

An der Arbeit beteiligt waren Forscher der Universität Münster und des CeNTech (Center for NanoTechnology) um Professor Luisa De Cola und Professor Berenike Maier.

Abstract der Studie "Photoactive Hybrid Nanomaterial for Targeting, Labeling, and Killing Antibiotic-Resistant Bacteria"

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