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Mit UV-Strahlen gegen Superbakterien

Anna Schughart 11.01.2018 Lesezeit 5 Min

UV-Strahlung kann Zellen angreifen, DNA schädigen und Hautkrebs verursachen. Doch Forscher David Brenner glaubt: Mit Hilfe von Ultraviolettstrahlung kann man auch die schlimmsten Viren und Bakterien abtöten – ohne dem Mensch zu schaden. Aber ist das sicher?

„Ich hatte keine Ahnung, wie viele Menschen sich das ansehen würden“, sagt David Brenner vom Columbia University Medical Center. Mittlerweile hat sein TED-Talk rund 660.000 Views. „Ich habe eine unglaubliche Zahl von E-Mails und eine Menge Kommentare erhalten.“ Die meisten davon, erzählt Brenner, waren freundlich, einige komplett verrückt oder fies und andere fragten besorgt nach, ob das, was er da in seinem Talk vorschlage, wirklich funktionieren würde. „Was ich für mich daraus mitgenommen habe, ist, dass die Menschen von der Sicherheit überzeugt sein müssen“, sagt Brenner. Davon, dass UV-Strahlung tatsächlich ein effektives und (für Menschen) ungefährliches Mittel im Kampf gegen Viren und multiresistente Bakterien sein kann.

Antibiotikaresistente Bakterien sind ein Problem. Tausende Menschen sterben jedes Jahr, weil sie sich beispielsweise in Krankenhäusern mit Bakterien infizieren, für die es keine wirksamen Antibiotika mehr gibt. Gleichzeitig wächst die Angst vor Epidemien, die nicht mehr behandelt werden können. Und vor Viren, die sich mittels Flugzeug rasant über den gesamten Planeten ausbreiten können. Wissenschaftler suchen deshalb fieberhaft nach neuen Antibiotika und Impfstoffen – und nach neuen Behandlungsmethoden. Brenner griff auf seine Erfahrung als Strahlenwissenschaftler zurück.

Schon heute werden mit UV-Strahlung beispielsweise Operationssäle gereinigt. Die kurzwellige Strahlung ist gut darin, Bakterien und Viren zu töten – unabhängig von irgendwelchen Resistenzen. Sie beschädigt die Erbinformationen und sorgt dafür, dass sich Keime nicht mehr vervielfältigen können.

Das Problem: Die UV-Strahlung hat diesen Effekt auch auf menschliche Zellen und kann so Hautkrebs oder Grauen Star verursachen. OP-Räume werden deshalb nur mit UV-Strahlung gereinigt, wenn keine Menschen dort sind. „Allerdings sind es gerade die Menschen, die Bakterien hereintragen“, sagt Brenner.

Das Thema ist persönlich für den Wissenschaftler. Einer seiner Freunde starb nach einer Infektion mit einem multiresistenten Krankenhauskeim. Daraufhin sagte Brenner den Superbugs den Kampf an und fragte sich: Gibt es eine Möglichkeit, die guten, desinfizierenden Eigenschaften von UV-Strahlung zu nutzen, ohne Menschen zu gefährden? Nach mehreren Jahren der Forschung, kann er nun sagen: Ja, wenn man nur eine bestimmte Wellenlänge nutzt.

Bei einer Wellenlänge von 222 Nanometern könne die UV-Strahlung immer noch Bakterien oder Viren töten, sagt Brenner. Aber sie richte keinen Schaden mehr an. Auf dieser Wellenlänge wird die Strahlung extrem stark von biologischen Materialien (genauer: Proteinen) absorbiert. Sie kommt dann nicht sehr weit. Beim Menschen absorbiert beispielsweise die äußere Hautschicht, die aus toten Hautzellen besteht, die gesamte 222nm-Strahlung. So kann sie nicht in die Haut eindringen und Schaden anrichten. Ähnlich verhält es sich bei den Augen.

Die erste Herausforderung für Brenner und sein Team bestand darin, eine Quelle zu finden, die ausschließlich die gesuchte Strahlung produziert. Dazu verwendet Brenner besondere Lampen. Um aber noch die letzte Strahlung in unerwünschten Wellenlängen loszuwerden, nutzen die Wissenschaftler einen bestimmten Filter. Mit diesem Setup musste Brenner jetzt zwei Dinge nachweisen: Zum einen, dass das gefilterte UV-Licht genauso effektiv ist wie das herkömmliche. Zum anderen, dass die Prozedur für den Menschen sicher ist.

Erste Studien hätten nachgewiesen, erklärt Brenner, dass die gefilterte UV-Strahlung genauso gut MRSA (ein multiresistentes Bakterium) ausschalten kann wie normales UV-Licht. In einer neuen Studie hat Brenner außerdem gezeigt, dass sie auch Influenzaviren in der Luft unschädlich macht. Sicher scheint die gefilterte UV-Strahlung demnach ebenfalls zu sein. Untersuchungen, die Brenner an Hautmodellen und Mäusen durchgeführt hat, zeigen, dass das 222nm-UV-Licht im Vergleich zur normalen Ultraviolettstrahlung keine DNA-Schäden an Haut und Auge anrichtet.

Im nächsten Schritt wollen Brenner und seine Kollegen nun sichergehen, dass keine langfristigen Probleme auftreten, wie zum Beispiel Hautkrebs. „Wir erwarten das nicht, denn die Physik sagt uns, dass dieses UV-Licht zu den entscheidenden Stellen im Auge und in der Haut nicht durchdringen kann“, sagt Brenner. „Aber bevor wir ihm Menschen aussetzen, sollten wir dreifach sicher sein.“

Wenn Brenner andere Wissenschaftler, Zulassungsbehörden und die Öffentlichkeit überzeugen kann, könnte das UV-Licht plötzlich ganz anders als heute eingesetzt werden. „Der erste Einsatzort wären wahrscheinlich Operationssäle“, sagt Brenner. Eine Lampe über dem OP-Tisch könnte dann verhindern, dass Patienten sich über die Luft mit antibiotikaresistenten Bakterien infizieren. Denn dort – in der Luft – ist die besondere Strahlung effektiv. Ist der Erreger im Körper, richtet die UV-Strahlung nichts mehr aus. Ähnlich ist es bei Oberflächen, auf denen Bakterien nicht einzeln, sondern in Clustern sitzen, wie zum Beispiel dem Mikrobiom auf der Haut. Der große Vorteil der 222nm-UV-Strahlung wäre: Sie könnte praktisch überall die Luft von Bakterien und Viren reinigen, zum Beispiel in Flughäfen, Schulen oder anderen öffentlichen Plätzen. Vielleicht lassen sich so künftig Epidemien verhindern.