Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alternative zu Antibiotika: Plasmen greifen Bakterienzellen auf mehreren Ebenen an

30.09.2013
RUB-Forscher analysieren Wirkmechanismus von UV-Photonen und Radikalen

Plasmen töten sehr effizient Bakterien und sind somit eine Alternative zu chemischen Desinfektionsmitteln und möglicherweise zu Antibiotika. Wie sie diese Wirkung erzielen, haben Biologen, Plasmaphysiker und Chemiker der Ruhr-Universität (RUB) erforscht.


Plasma-Reaktor: Das RUB-Team erzeugt kalte Atmosphärendruckplasmen und testet die Effekte von UV-Strahlung und reaktiven Teilchen auf bakterielle Zellen und Moleküle. Copyright: RUB, Foto: Jan-Wilm Lackmann

Kalte Atmosphärendruckplasmen greifen die Zellhülle, Proteine sowie die DNA der Einzeller an. „Das überfordert die Reparaturmechanismen und das Stressantwortsystem der Bakterien“, sagt Juniorprofessorin Dr. Julia Bandow, Leiterin der Nachwuchsgruppe Mikrobielle Antibiotikaforschung an der RUB.

„Um Plasmen für bestimmte Anwendungen zu entwickeln, zum Beispiel für die Behandlung chronischer Wunden oder die Desinfektion eines Wurzelkanals, ist es wichtig zu verstehen, wie sie auf Zellen wirken. Dann können wir unerwünschte Nebenwirkungen vielleicht im Vorfeld verhindern.“ Das Team berichtet in der Zeitschrift „Journal of the Royal Society Interface“.

Plasmen wirken auf Zellhülle, DNA und Proteine

Je nach Zusammensetzung können Plasmen unterschiedliche Bestandteile enthalten, zum Beispiel Ionen, Radikale oder Licht im ultravioletten Bereich, UV-Photonen genannt. Welche Bestandteile in der komplexen Mixtur auf welchem Wege antibakteriell wirken, war bislang unbekannt.

Das Team um Julia Bandow analysierte die Effekte von UV-Photonen und reaktiven Teilchen, also Radikalen und Ozon, und zwar auf Zellebene und auf Ebene einzelner Biomoleküle, nämlich der DNA und Proteine. Auf Zellebene hatten nur die reaktiven Teilchen einen Effekt, sie schädigten die Zellhülle. Auf molekularer Ebene wirkten beide Plasmakomponenten. UV-Strahlung und reaktive Teilchen schädigten die DNA, die reaktiven Teilchen inaktivierten außerdem Proteine.

In zehn Jahren möglicherweise keine wirksamen Antibiotika mehr

Atmosphärendruckplasmen sind schon als Operationswerkzeuge zum Beispiel für die Entfernung von Nasen- oder Darmpolypen im Einsatz. Auch ihre desinfizierenden Eigenschaften könnten von großem medizinischen Interesse sein. „In zehn Jahren sind Bakterien möglicherweise gegen alle heute zur Verfügung stehenden Antibiotika resistent geworden“, sagt Julia Bandow. Ohne Antibiotika wären Operationen nicht mehr möglich, weil die Infektionsraten zu hoch würden.

Titelaufnahme

J.-W. Lackmann, S. Schneider, E. Edengeiser, F. Jarzina, S. Brinckmann, E. Steinborn, M. Havenith, J. Benedikt, J.E. Bandow (2013): Photons and particles emitted from cold atmospheric-pressure plasma inactivate bacteria and biomolecules independently and synergistically, Journal of the Royal Society Interface, doi: 10.1098/rsif.2013.0591

Weitere Informationen

Juniorprofessorin Dr. Julia Bandow, Nachwuchsgruppe Mikrobielle Antibiotikaforschung, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23102, E-Mail: Julia.Bandow@rub.de

Redaktion: Dr. Julia Weiler

Jens Wylkop | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie