Die steigende Gefahr durch antibiotikaresistente Krankenhauskeime erfordert innovative Ansätze im Kampf gegen schwerwiegende Infektionen. Eine Entwicklung kommt nun von der Forschungsgruppe um Prof. Mrinmoy De vom Indian Institute of Science in Bengaluru (Indien). Das Team präsentiert in einer Studie ein Nanomaterial mit einem chemischen „Lichtschalter“. Dieses könne gezielt gegen Gram-negative und Gram-positive Bakterien wirken. Dabei zeigt die Studie den Einfluss von Lichtsteuerung auf gezielte Wechselwirkungen mit Bakterienmembranen und verstärkte antibakterielle Wirkung zur Förderung der Wundheilung.

Das bakterizide Nanomaterial basiert auf Molybdändisulfid (MoS2) und wurde mit Azobenzoleinheiten funktionalisiert, die eine quartäre, positiv geladene Aminogruppe tragen. Der entscheidende Clou: Die Wirkungsweise des Materials kann durch Einstrahlung von UV- und sichtbarem Licht umgeschaltet werden. Diese Technologie eröffnet die Möglichkeit, selektiv gegen verschiedene Bakterientypen vorzugehen, darunter der gefährliche Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) und Pseudomonas aeruginosa, beide mit hoher Antibiotikaresistenz.

Die Unterschiede in der äußeren Hüllenstruktur der Bakterienarten – Gram-positive mit Peptidoglykanen und Gram-negative mit Phospholipiden – erforderten eine maßgeschneiderte Herangehensweise. Das Team erreichte dies durch die gezielte Depolarisation der Bakterienmembran mittels der quartären Aminogruppe und das Umschalten der Azobenzoleinheiten bei UV-Licht, wodurch die Wirksamkeit je nach Bakterienart variierte.

Wirksamkeit bereits an Mäusen getestet

Die im Labor nachgewiesene Wirksamkeit wurde durch erfolgreiche Wundheilungstests an Mäusen untermauert. Eine MRSA-infizierte Wunde verschloss sich nach nur 10 Tagen vollständig durch die Behandlung mit dem Cis-Reagenz, während herkömmliche Antibiotikatherapien viel längere Heilungszeiten erforderten. Diese Ergebnisse bieten neue Perspektiven im Kampf gegen Krankenhauskeime und könnten einen wichtigen Beitrag zur Bewältigung von antibiotikaresistenten Infektionen leisten.

Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker