Es wurde ein Polymer entwickelt, das antibiotikaresistente Bakterien abtötet

Das Problem von Bakterien und Antibiotika besteht schon lange, und die einzige Möglichkeit, pathogene Mikroorganismen zu bekämpfen, ist die Entwicklung neuartiger Antibiotika. Doch nach einiger Zeit, manchmal sogar sehr kurzer Zeit, verliert ein neues Antibiotikum plötzlich seine Wirksamkeit, da Bakterien mutieren und resistent werden. Forscher von IBM Research haben kürzlich eine neue Methode zur Bekämpfung pathogener Mikroorganismen entdeckt, die ohne Antibiotika auskommt und selbst extrem widerstandsfähige Bakterien wie Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) bekämpft. Interessanterweise ist diese Methode ein Nebeneffekt der Entwicklung neuer Technologien zur Herstellung von Halbleitern.

Chemiker des IBM Research Center in Almaden, Kalifornien, arbeiten an einer neuen Methode zum Ätzen mikroskopischer Strukturen auf Siliziumsubstraten, die präziser sein soll als die derzeit in der Elektronikindustrie eingesetzten Technologien. Im Rahmen ihrer Forschung entwickelten sie neue Materialien, deren Partikel sich bei elektrischer Aufladung zu Polymeren zusammenlagern, die die Siliziumoberfläche vor dem Ätzmittel schützen.

Nachdem die Materialien gefunden waren und die Technologie wie erwartet funktionierte, führten Wissenschaftler weitere Untersuchungen durch, um herauszufinden, ob diese Materialien anderweitig eingesetzt werden könnten. Das Ergebnis war ein sogenanntes Killerpolymer. Werden Partikel dieses Materials in ein flüssiges Medium, Wasser oder Blut, eingebracht, lagern sie sich selbst zu biokompatiblen Nanostrukturen zusammen, die aufgrund elektrostatischer Kräfte mit ihrem eigenen Potenzial von infizierten Zellen angezogen werden. Sobald das Polymer eine infizierte Zelle erreicht, dringt es in diese ein, beeinflusst den Erreger und zersetzt sich, wobei harmlose Substanzen zurückbleiben. Nach vorliegenden Informationen ist diese Methode zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten nebenwirkungsfrei, und es reichern sich keine Schadstoffe im Körper an.

„Der Wirkmechanismus dieser Killerpolymere unterscheidet sich grundlegend von dem eines Antibiotikums“, sagt Jim Hedrick, Chemiker bei IBM Research. „Das Polymer funktioniert eher wie das körpereigene Immunsystem. Es destabilisiert die Membran des Mikroorganismus, der sich daraufhin auflöst. Die Produkte des Polymers und des Mikroorganismus werden auf natürlichem Wege ausgeschieden. Die Mikroorganismen haben keine Chance, gegen diese Wirkungsweise Resistenzen zu entwickeln.“

Neben der Bekämpfung von Krankheitserregern direkt im menschlichen Körper finden neue Polymermaterialien breite Anwendung, wenn Sterilität und die Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen aller Art erforderlich sind. Dies umfasst beispielsweise die Herstellung verschiedener Arten von Spachteln und Schabern für Lebensmittel, Verpackungen und den Ersatz weniger nützlicher antibakterieller Wirkstoffe in Zahnpasta und Mundwasser.

Forscher von IBM Research arbeiten derzeit an der Weiterentwicklung der polymerbasierten Technologie zur Bekämpfung von Krankheitserregern und suchen ein Partnerunternehmen zur Kommerzialisierung der Technologie.

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