Krankheitserreger: Wirksamkeit von Gold gegen Bakterien nachgewiesen

Gold: Edelmetall-Partikel wirksam gegen Keime

Gold wird schon seit langem in der Medizin eingesetzt, etwa als Zahnersatz. Zudem kommen organische Goldverbindungen für die Behandlung von Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises zum Einsatz. Und Partikel des Edelmetalls könnten beim Kampf gegen multiresistente Bakterien helfen.

Wie die Universität des Saarlandes in einer aktuellen Mitteilung schreibt, sind multiresistente Bakterien eines der großen Gesundheitsrisiken der Zukunft. Zahlreiche Fachleute forschen daher an neuen, wirksamen Strategien gegen solche Krankheitserreger. Ein internationales Team aus Physikerinnen und Physikern, darunter auch Jean-Baptiste Fleury von der Universität des Saarlandes, hat nun herausgefunden, dass auch Goldpartikel gegen Bakterien wirksam sein können. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ veröffentlicht.

Kampf gegen multiresistente Krankheitserreger

Wohl kaum ein Metall übt eine stärkere Faszination auf die Menschen aus als Gold. Das Edelmetall wird bereits seit Jahrtausenden als Zahlungsmittel genutzt. Zudem wurden und werden mögliche gesundheitlichen Wirkungen von Partikeln des Metalls erforscht. Bei rheumatoider Arthritis kommt Gold teilweise zum Einsatz.

In Zukunft könnte dem Edelmetall auch eine wichtige Rolle im Kampf gegen multiresistente Krankheitserreger zukommen. Wie Forschende aus Deutschland, Frankreich, Spanien und Australien nun herausgefunden haben, setzen Goldpartikel die Hülle von Bakterien unter eine „tödliche Spannung“ und töten die Keime ab, indem sie deren Hülle zerreißen.

„Es ist schon länger bekannt, dass metallische Nanopartikel Bakterien abtöten können“, erläutert Dr. Jean-Baptiste Fleury, der als Experimentalphysiker am Lehrstuhl von Professor Ralf Seemann an der Universität des Saarlandes forscht. Silberpartikel zum Beispiel können in einer biochemischen Reaktion Löcher in die Membranen der Bakterien reißen. Auch Kupfer ist schon länger für seine antibakterielle Wirkung bekannt.

Eigentlich keine Wirkung zu erwarten

„Goldnanopartikel sind aus biochemischer Sicht allerdings völlig inaktiv und durchqueren die Bakterienzellmembran nicht“, erklärt Jean-Baptiste Fleury. Daher wäre von diesen eigentlich keine Wirkung zu erwarten.

„Kollegen der Universität Melbourne haben allerdings überraschenderweise beobachten können, dass Bakterien reihenweise sterben, wenn sie mit synthetischen einheitlichen und kugelförmigen Goldnanopartikeln zusammengebracht werden“, sagt der Eperimentalphysiker.

„Es hatte den Anschein, als ob die Bakterienmembran spontan explodiert wäre“, erklärt der Wissenschaftler den massiven Effekt, den die Goldpartikel offenbar erzielten.

Die australischen Forschenden zogen den theoretischen Physiker Dr. Vladimir Baulin von der Universität Rovira i Virgili im spanischen Tarragona zu Rate. Der Fachmann entwickelte zusammen mit seinem Team dort ein theoretisches Modell, wie genau die Goldpartikel auf die Membranen der Bakterien wirken.

„Vereinfacht ausgedrückt, sagte das Modell von Vladimir Baulin voraus, dass die Zellmembran gedrückt wird wie ein Luftballon, bis dieser schließlich platzt“, erklärt Jean-Baptiste Fleury das Modell.

Reaktion mit Goldnanopartikeln untersucht

An dieser Stelle kommt der Experimentalphysiker von der Universität des Saarlandes ins Spiel. Seine Aufgabe war es, die Beobachtungen der australischen und die theoretischen Annahmen der spanischen Forschenden im Experiment zu überprüfen.

Dafür hat Jean-Baptiste Fleury mit mikrofluidischer Technik eine Modell-Bakterienzellmembran hergestellt und die Reaktion dieser Modellmembran in Kontakt mit den Goldnanopartikeln untersucht.

„Die Modell-Doppelschicht zog sich dabei spontan bis zu ihrem vollständigen Zusammenbruch zusammen, was die Hypothese einer mechanischen Dehnung bestätigt“, sagt der Physiker.

Laut dem Team kann man durch diesen experimentellen Nachweis des theoretischen Modells auf die Allgemeingültigkeit dieses Mechanismus schließen, der für vielerlei Arten von Bakterien Bestand hat.

Durch diese Entdeckung ist es womöglich denkbar, neuartige, hochwirksame bakterienabweisende Oberflächen zu entwickeln und so die Ausbreitung von gefährlichen multiresistenten Keimen zu verhindern. (ad)