Antibiotikum mit Licht an- und ausschalten

21.03.2014

Wissenschaftler aus Karlsruhe und Kiew haben ein Antibiotikum hergestellt, dessen Aktivität im Körper sich mit Licht steuern lässt. Dies könnte die Behandlung örtlich begrenzter Infektionen verbessern und Nebenwirkungen verringern.

Petrischale mit einem Bakterienrasen, auf dem man die Mona Lisa erkennt; daneben ein Abbild des Originalgemäldes

Ein Bakterienrasen wurde zunächst mit dem inaktivierten Antibiotikum versetzt. Danach beleuteten es die Forscher testweise durch eine Maske. So konnten sie das Antibiotikum gezielt aktivieren (dunkle Stellen im Gesicht).
© Babii et al.

Damit der Arzneistoff auf Licht reagieren kann, mussten die Forscher dessen Molekülstruktur leicht verändern. Sie bauten dazu eine Art biochemischen Schalter in das Antibiotikum ein, der ähnlich funktioniert wie ein Helligkeitssensor, der Straßenlaternen abends bei Dunkelheit einschaltet und bei Tag wieder ausschaltet. Der molekulare Schalter im Antibiotikum sorgt dafür, dass es aktiv wird und gegen Bakterien vorgeht, sobald Tageslicht auf das Arznei-Molekül trifft. Ausschalten lässt sich die Wirkung, wenn der Arzneistoff mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.

Um die Wirkung zu beweisen, behandelten die Wissenschaftler einen Bakterienfilm mit dem inaktivierten Antibiotikum und bestrahlten ihn anschließend durch eine Maske mit Licht. Dadurch wurde quasi der Schalter angeknipst, die Molekülstruktur des Antibiotikums wechselte in die aktive Form, wodurch das gesamte Wirkstoffmolekül eine wesentlich höhere antimikrobielle Wirkung zeigte. Die Leiterin der Forschergruppe, Professorin Anne S. Ulrich vom Karlsruher Institut für Technologie, erklärt in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“, dass solche durch Licht beeinflussbaren Antibiotika künftig als intelligente Medikamente gegen örtliche bakterielle Infektionen dienen könnten. „Die üblichen Nebenwirkungen lassen sich durch das An- und Ausschalten minimieren.“ Denkbar seien mit dieser Strategie auch neue Wirkstoffe gegen Krebs.