Töten mit Licht

Krankheitserreger werden zunehmend resistent gegen Antibiotika. Vor allem in Krankenhäusern finden sich Stämme, gegen die praktisch jedes heutige Antibiotikum wirkungslos ist. Im Kampf gegen resistente Mi­kroben verfolgt ein Team von der Universität Münster einen neuen Ansatz mit der fotodynamischen Therapie, einer Methode, die bereits bei der Behandlung bestimmter Krebsarten sowie der Makula-Degeneration eingesetzt wird. Dabei erzeugt ein Wirkstoff unter Bestrahlung mit Licht Sauerstoff in einer speziellen aktivierten Form, die sehr toxisch für Zellen ist. Wie die Forscher um Cristian A. Strassert und Lui­sa De Cola berichten, wollen sie dazu speziell entwickelte Nanomaterialien einsetzen, die spezifisch an Bakterienzellen binden, diese markieren und unter Bestrahlung abtöten. Sie verwenden dazu Nanopartikel aus einem speziellen porösen Mineral (Zeolith L). Die Partikel werden so modifiziert, dass sie viele Aminogruppen tragen. Diese binden über elektrostatische Anziehung und Wasserstoffbrückenbindungen bevorzugt an die Zelloberfäche von Bakterien. In die Kanälchen des Minerals lagern sie einen stark grün fluoreszierenden Farbstoff ein, der die Bakterien unter dem Fluoreszenzmikro­skop sichtbar macht. Die eigentlichen „Waffen" sind die auf der Oberfläche der Nanopatikel verankerten Fotosensibilisatoren. Wenn diese Moleküle mit Licht der passenden Wellenlänge bestrahlt werden, nehmen sie die Lichtenergie auf und übertragen diese auf Sauerstoffmoleküle, die sich in der Umgebung, beispielsweise im infizierten Gewebe befinden. Der Sauerstoff wird angeregt und geht dabei in den Singulett-Zustand über, in dem er extrem reaktiv ist und Biomoleküle in der nächsten Umgebung seines Entstehungsortes angreift. Und das ist in diesem Fall die Bakterienzelle, an die das Mineralpartikel gebunden ist.