Mit Licht desinfizieren

us | Immer mehr Antibiotika verlieren aufgrund von Resistenzentwicklungen ihre Wirksamkeit. So kann aus einer eigentlich harmlosen und leicht zu behandelnden Infektion eine lebens­gefährliche Erkrankung werden. Wissenschaftler des University College London haben nun ein Material ent­wickelt, dass unter Lichteinstrahlung Bakterien abtötet. Dazu machten sie sich die bakterizide Eigenschaft von Goldnanopartikeln zunutze. Um den Effekt zu steigern, synthetisierten die Chemiker um Professor Ivan Parkin Nanocluster aus Gold und Cystein mit der Formel [Au₂₅(Cys)₁₈]. Diese Partikel wurden zusammen mit dem Farbstoff Kristallviolett in Silikon eingebettet. Als Versuchsobjekte mussten Escherichia coli und Staphylococcus aureus herhalten, die auf dem Material angesiedelt wurden. Das Material bestrahlten die Forscher mit weißem Licht (etwa 312 Lux). [Au₂₅(Cys)₁₈]-Cluster, Cystein oder Kristallviolett zeigten allein keine hemmende Wirkung auf die Bakterien, weder im Dunkeln, noch bei Beleuchtung. Erst wenn die Kombination aus [Au₂₅(Cys)₁₈] und Kristallviolett bestrahlt wurde, zeigte sich ein starker bakterizider Effekt. Nach sechs Stunden unter der Lampe waren keine Bakterien mehr nachweisbar. Sechs Stunden Dunkelheit hatten hingegen keine Wirkung. Als nächstes versuchten die Chemiker, dem zugrunde liegenden Mechanismus auf die Spur zu kommen. Sie vermuteten, dass eine fotochemische Reaktion zur Bildung von reak­tiven Sauerstoffspezies führt. Deren schädigende Wirkung auf die bakterielle Zellmembran und DNA würde zu deren Absterben führen. Um ihre These zu überprüfen, wurde mit verschiedenen Antioxidanzien experimentiert. Von den getesteten Substanzen hemmte das Enzym Katalase, das die Reaktion von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff katalysiert, die bakterizide Wirkung vollständig und die Bakterien konnten sich wieder ungestört vermehren. |