Osaka. Im globalen Wettlauf gegen die wachsende Bedrohung durch antimikrobielle Resistenzen melden Forscher nun einen vielversprechenden Durchbruch. Wissenschaftler des Institute of Scientific and Industrial Research haben eine neue Nanotechnologie entwickelt, die selbst hochgradig resistente Bakterien wieder angreifbar macht. Im Zentrum stehen sogenannte „Janus-Nanopartikel“ – benannt nach dem römischen Gott mit zwei Gesichtern –, die Antibiotika gezielt dabei helfen, bislang nahezu unüberwindbare Abwehrmechanismen zu durchbrechen.
Besonders im Fokus der Forschung stehen multiresistente gramnegative Erreger (MRGN). Diese Bakterien gelten als extrem gefährlich, da sie durch eine robuste äußere Membran geschützt sind. Diese Membran wirkt wie ein biologischer Schutzschild und verhindert, dass viele Antibiotika ihr eigentliches Ziel im Inneren der Zelle erreichen. Genau dieser Mechanismus ist einer der Hauptgründe dafür, warum die Entwicklung neuer Wirkstoffe stagniert und bewährte Medikamente zunehmend ihre Wirksamkeit verlieren. Für Ärztinnen und Ärzte bedeutet das in der Praxis oft: Es bleiben kaum noch Therapieoptionen.
Hier setzen die neu entwickelten Janus-Nanopartikel an. Ihre Besonderheit liegt in ihrer zweigeteilten Struktur: Eine Seite der Partikel ist hydrophil und damit wasserliebend, die andere hydrophob und wasserabweisend. Diese gegensätzlichen Eigenschaften ermöglichen es den Nanopartikeln, gezielt mit der äußeren Membran der Bakterien zu interagieren. Anstatt die Keime direkt abzutöten, destabilisieren sie deren Schutzschicht.
Nach Angaben der Forscher entstehen dadurch winzige Störungen oder Poren in der bakteriellen Außenhülle. Der entscheidende Effekt: Antibiotika, die zuvor wirkungslos blieben, können wieder in die Zellen eindringen und dort ihre lebensrettende Wirkung entfalten. Es handelt sich damit um einen synergistischen Ansatz – die Nanopartikel verstärken die Wirkung vorhandener Medikamente, ohne selbst toxisch zu sein.
Besonders eindrucksvoll sind die Ergebnisse bei klinisch relevanten Erregern wie Escherichia coli sowie Acinetobacter baumannii. Letzterer zählt weltweit zu den häufigsten Ursachen für gefährliche Krankenhausinfektionen und ist berüchtigt für seine hohe Resistenz gegenüber nahezu allen verfügbaren Antibiotika. In Laborversuchen konnte die Kombination aus Janus-Nanopartikeln und klassischen Wirkstoffen die Abwehr dieser Keime deutlich überwinden.
Die Studienergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Nano Letters“ veröffentlicht. Geleitet wurde die Forschung von Martijn Zwama und Kunihiko Nishino, in Zusammenarbeit mit Yan Yu von der Indiana University. Fachleute sehen in dem Ansatz einen möglichen Wendepunkt im Kampf gegen die stille Pandemie der Antibiotikaresistenzen. Zwar sind weitere Studien und klinische Tests notwendig, doch die Technologie weckt neue Hoffnung im Kampf gegen eine der größten medizinischen Herausforderungen unserer Zeit.
