Resistente Bakterien mit Nanopartikeln auflösen

Beim Wettr¨¹sten ?Menschheit gegen Bakterien? haben die Bakterien momentan die Nase vorn. Unsere einstigen Wunderwaffen, die Antibiotika, versagen immer h?ufiger bei Keimen, die trickreiche Man?ver einsetzen, um sich vor der Wirkung der Medikamente zu sch¨¹tzen. Einige Arten ziehen sich sogar ins Innere menschlicher K?rperzellen zur¨¹ck, wo sie dann vom Immunsystem unbehelligt bleiben. Zu diesen besonders gef¨¹rchteten Erregern geh?ren auch multiresistente Staphylokokken (MRSA), die lebensgef?hrliche Krankheiten wie Blutvergiftungen oder Lungenentz¨¹ndungen hervorrufen k?nnen.

Um die Keime in ihrem Versteck aufzusp¨¹ren und unsch?dlich zu machen, hat ein Team von Forschenden der ETH Z¨¹rich und der Empa nun Nanopartikel entwickelt, die einen v?llig anderen Wirkmechanismus als herk?mmliche Antibiotika nutzen: W?hrend Antibiotika schlecht in K?rperzellen eindringen k?nnen, gelingt es diesen Nanopartikeln, sich ins Innere der befallenen Zelle einschleusen zu lassen. Einmal dort angekommen, bek?mpfen sie die Bakterien.

Bioglas und Metall

Das Team unter der Leitung von Inge Herrmann, Professorin f¨¹r Nanopartikul?re Systeme an der ETH Z¨¹rich und Forscherin an der Empa in St. Gallen, hat hierzu das Material Ceroxid eingesetzt, das in seiner Nanopartikel-Form antibakteriell und entz¨¹ndungshemmend wirkt. Die Forschenden kombinierten das Ceroxid mit einem bioaktiven Keramikwerkstoff, sogenanntem Bioglas, und stellen Nanopartikel-Hybride aus den beiden Materialien her.

In der Petrischale und mittels Elektronenmikroskopie untersuchten sie die Wechselwirkungen zwischen den Hybrid-Nanopoartikeln, K?rperzellen und Bakterien. Behandelten die Wissenschaftler mit Bakterien infizierte Zellen mit den Nanopartikeln, begannen sich die Bakterien im Inneren der Zellen aufzul?sen. Blockierten die Forschenden hingegen die Aufnahme der Hybrid-Partikel in die Zellen, stoppte auch der antibakterielle Effekt.

Resistenzbildung unwahrscheinlicher

Der genaue Wirkmechanismus der Cerium-haltigen Partikel ist derzeit noch nicht vollst?ndig gekl?rt. Erwiesen ist, dass auch andere Metalle antimikrobielle Effekte aufweisen. Cerium ist allerdings weniger giftig f¨¹r K?rperzellen als beispielsweise Silber. Die Forschenden nehmen derzeit an, dass die Nanopartikel auf die Zellmembran der Bakterien einwirken, wobei reaktive Sauerstoffverbindungen entstehen, die zur Zerst?rung der Keime f¨¹hren. Da die Zellmembran von menschlichen Zellen anders aufgebaut ist als die von Bakterien, bleiben K?rperzellen von diesem Vorgang verschont.

Gegen einen derartigen Mechanismus, so meinen die Forschenden, w¨¹rden sich vermutlich weniger Resistenzen entwickeln k?nnen. Als n?chstes wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Wechselwirkung der Partikel im Infektionsgeschehen genauer analysieren, um die Struktur und Zusammensetzung der Nanowirkstoffe weiter zu optimieren. Ihr Ziel ist, ein einfaches und robustes antibakterielles Mittel zu entwickeln, das im Inneren infizierter Zellen wirksam ist.

Dies ist eine leicht ver?nderte Fassung eines externe Seite News-Artikels der Empa, der weiterf¨¹hrende Informationen enth?lt.