Zwei Lichtwellenlängen erwiesen sich als wirksam gegen antibiotikaresistente Bakterien

Wissenschaftler haben zwei Lichtwellenlängen kombiniert, um ein Bakterium zu deaktivieren, das für einige der weltweit am häufigsten verwendeten Antibiotika unangreifbar ist, und geben Anlass zur Hoffnung, dass das Verfahren als mögliche Desinfektionsbehandlung angepasst werden könnte.

Unter der Leitung des Projektleiters Dr. Gale Brightwell demonstrierten Wissenschaftler des neuseeländischen AgResearch die neuartige antimikrobielle Wirksamkeit einer Kombination aus zwei Lichtwellenlängen gegen einen „Superkeim“, der als antibiotikaresistente Beta-Lactamase mit erweitertem Spektrum von E. coli bekannt ist.

Antimikrobielle Resistenzen (AMR) stellen eine große globale Bedrohung dar, die für die Gesundheit von Mensch und Tier immer besorgniserregender wird. Nach 2050 wird pro Jahr mit 10 Millionen Todesfällen aufgrund von AMR gerechnet. Es besteht jetzt ein dringender Bedarf an der Entwicklung sicherer und wirksamer antimikrobieller Technologien, die nicht zu einem Ergebnis führen in neuem und aufkommendem Widerstand, erklärte die korrespondierende Autorin Amanda Gardner.

Eine Kombination aus fernem UVC-Licht (222 nm) und blauem LED-Licht (405 nm) habe sich bei der Inaktivierung einer Vielzahl von Mikroorganismen als wirksam erwiesen und sei im Vergleich zu herkömmlichem UVC-Licht bei 254 nm viel sicherer in der Anwendung und Handhabung, sagte sie genannt.

„Die E. coli, die wir für diese Untersuchung ausgewählt haben, waren E. coli, die Beta-Lactamasen mit erweitertem Spektrum produzieren (ESBL-Ec), da diese Bakterien Enzyme produzieren, die häufig verwendete Antibiotika, einschließlich Penicilline und Cephalosporine, abbauen und zerstören, wodurch diese Medikamente unwirksam werden.“ Behandlung von Infektionen“, sagte sie.

„Diese intrinsische Resistenz bedeutet, dass weniger Antibiotika-Optionen zur Behandlung von ESBL-produzierenden Enterobacteriaceae-Infektionen zur Verfügung stehen. In vielen Fällen erfordern sogar häufige Infektionen wie Harnwegsinfektionen komplexere Behandlungen. Anstatt zu Hause orale Antibiotika einzunehmen, könnten Patienten mit diesen Infektionen dies tun.“ erfordern einen Krankenhausaufenthalt und intravenöse (IV) Carbapenem-Antibiotika.

„Die Kopplung von fernem UVC-Licht und blauem LED-Licht erhöht die Wirksamkeit der beiden einzelnen Lichter durch den Einsatz unterschiedlicher Mechanismen zur Inaktivierung von Mikroorganismen. Es besteht ein großes Potenzial für die gemeinsame Verwendung dieser beiden Lichtwellenlängen in vielen Anwendungen, bei denen Sicherheit im Vordergrund steht.“ „Der Endverbraucher ist von größter Bedeutung“, sagte sie.

Das Team stellte fest, dass eine Kombination aus dualem Fern-UVC- und blauem LED-Licht zur Desinfektion sowohl antibiotikaresistenter als auch antibiotikaempfindlicher E. coli verwendet werden könnte, was eine nicht-thermische Technologie bietet, die möglicherweise keine weitere Antibiotikaresistenz fördert.

Wenn die getesteten antibiotikaresistenten E. coli jedoch subletalen Mengen an Dual- und Fern-UVC-Licht ausgesetzt wurden, zeigten sie Lichttoleranz. Ein überraschendes Ergebnis war, dass diese Lichttoleranz nur bei den antibiotikaresistenten E. coli auftrat und nicht bei den ebenfalls getesteten antibiotikaempfindlichen E. coli.

Laut Gardner sind weitere Untersuchungen erforderlich, um zu verstehen, ob die Lichttoleranz auf eine genetische Veränderung oder einen anderen Mechanismus zurückzuführen ist.

„Es ist auch wichtig, die Entwicklung der Lichttoleranz bei anderen antimikrobiell resistenten Bakterien zu untersuchen und die minimale Dosis an fernem UVC-Licht zu bestimmen, die Lichttoleranz erzeugen kann, sowie das Potenzial einer weiteren Resistenzentwicklung gegen andere Dinge wie Desinfektionsmittel, Hitze und pH-Wert in Bakterien für Anwendungszwecke“, sagte sie.

Die Ergebnisse werden im veröffentlicht Zeitschrift für Angewandte Mikrobiologie.