Hemmung des Wachstums bei kolonisierenden Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA)-Isolaten unter Verwendung von kaltem atmosphärischem Plasma (CAP)

Einleitung CAP ist geeignet zur Eradikation von Biofilmen und pathogenen Mikroorganismen. Für respiratorische Schleimhaut konnte bereits gezeigt werden, dass eine Behandlung mit CAP eine Verbesserung der Wundheilung induzieren kann. Ob CAP gleichzeitig die Wundheilung fördern und das Wachstum von Mikroorganismen gleichzeitig hemmen kann ist bislang noch nicht gezeigt worden. Im Rahmen dieser Studie konnten wir den Effekt von CAP auf Modell-Organismen des nasalen Schleimhaut-Biofilms zeigen.

Methode Umfangreiche Wachstumsexperimente und Proteinanalysen von mit CAP behandelten MRSA-Isolaten wurden mittels 2D-DIGE-Analyse und anschließender Massenspektrometrie veränderter Protein-Spots durchgeführt. Diese Analysen sowie ein vergleichender direkter Verdau, gefolgt von LC-ESI-MS, konnten Proteomveränderungen in CAP-behandelten MRSA-Stämmen im Vergleich zu unbehandelten Kontrollproben über einen Zeitraum von 24, 72 und 168 Stunden nach der Behandlung aufzeigen.

Ergebnisse Eine einmalige CAP-Behandlung reduziert das bakterielle Wachstum von MRSA um 20-30% über einen Zeitraum von bis zu 7 Tagen. Mittels Proteom-Analyse konnten 271 Proteine identifiziert werden, deren Menge durch CAP reguliert wird (169 Protein mit erhöhter und 102 mit reduzierter Konzentration). Hierbei wurden Veränderungen im Energiehaushalt, im DNA-Metabolismus, der Proteinsysnthese und -degradation sowie der oxidativen Stressabwehr identifiziert.

Diskussion Eine einmalige CAP-Behandlung, die eventuell die Wundheilung der Schleimhaut verbessert, kann gleichzeitig das bakterielle Wachstum (z.B. von MRSA) bis zu 30% reduzieren und ermöglicht dadurch einen positiven Effekt auf die Regeneration. In nachfolgenden Studien wird dieser Effekt auf weitere Organismen des Biofilms (z.B. Pneumokokken) überprüft.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
19. April 2024