Sauer macht wirksam: Mit einem einfachen Trick könnten nanobasierte Antibiotika künftig effektiv gegen multiresistente Keime in Kliniken eingesetzt werden. Das haben Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) kürzlich herausgefunden.
Prof. Shirley Knauer: "Wenn der pH-Wert in der Umgebungsmatrix angepasst wird, steigert dies die antibakterielle Effektivität von Antibiotika-Nanopartikeln entscheidend. Mit diesem einfachen Trick lösen wir die Wirkblockade, welche angelagerte Proteine aus der Wundumgebung regelmäßig auslösen."
Weltweit und somit auch in deutschen Krankenhäusern führen multiresistente Keime jährlich zu tausenden, teils lebensgefährlichen Komplikationen. Wer sich zum Beispiel nach einem Unfall oder einer Implantation mit solchen Keimen infiziert, bei dem versagen häufig bereits gängige Antibiotika. Mithilfe von Nanoantibiotika könnten solche Pathogene aber künftig sehr effizient weiterbehandelt werden.
"Nanoantibiotika haben den großen Vorteil, dass sie ihre antibakteriellen Stoffe an Ort und Stelle freisetzen können und damit die Keime abtöten. Der Clou: Die Partikel binden sehr effizient an die Bakterienoberflächen, sodass gesunde Gewebezellen geschont werden", erklärte Prof. Dr. Shirley Knauer vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) der UDE.
Was jedoch die effektive Bindung der Nanoantibiotika an die Bakterien einschränkt, ist der Mantel aus Bluteiweißen innerhalb der Wundsekrete. So bildet sich auf der Oberfläche der Nanoantibiotika eine dichte Schicht ("Corona") aus. Entscheidend ist, dass die Nanoantibiotika ihre Wirksamkeit zurückerlangen und dafür spielt ein saures pH-Milieu eine entscheidende Rolle. Durch die Ansäuerung des Umgebungsmilieus löst sich nämlich die Corona von den Antibiotikapartikeln ab, sodass diese frei und wirksam werden können.
"Wir beschreiben hier den ersten Resistenzmechanismus, der spezifisch für Nanoantibiotika ist. Wir erklären auch – zumindest teilweise –, warum sie sich in der Klinik bisher nur so gering aktiv zeigten und demonstrieren eine einfache, aber effektive Problemlösung in der praktischen Anwendung.", verriet Knauer weiter.
Mithilfe der Nanoantibiotika könnten zukünftig nicht nur resistente Keime in Kliniken wirksamer bekämpft werden, sondern auch der Verbrauch traditionell verwendeter Antibiotika ließe sich sehr gut damit eindämmen. Dadurch wäre ein wichtiger Schritt hin zu neuen Antworten auf Antibiotikaresistenzen getan.