Multiresistente Keime sind Mikroorganismen und Viren, welche gegen mehrere Antibiotika beziehungsweise Virostatika unempfindlich sind.
Sie werden als Superkeime bezeichnet.
Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA), Vancomycin-resistenter Enterokokken (VRE), Acinetobacter baumannii, Clostridium difficile, Enterohämorrhagische Escherichia coli (EHEC) etc. sind hierbei einige Beispiele.
Der Mensch, wie auch andere Organismen besitzen Photosensitoren in der Haut, welche in Gegenwart von Licht (bspw. UVA und UVB) molekularen Luftsauerstoff in Singulett-Sauerstoff umwandeln? Auf Basis unterschiedlicher Konzentrationen endogenen Singulett-Sauerstoffs werden Zellprozesse gesteuert. Singulett-Sauerstoff ist daher ein unverzichtbares Molekül für einen funktionierenden Organismus.
Quellen:
- Bäumler W, Singlet oxygen in skin: Singlet Oxygen: Applic. Biosci. Nanosci., 2016, Vol. 2, Chapt. 36
- Bäumler W et al., UVA and endogenous photosensitizers – the detection of singlet oxygen by its luminescence: Photochem. Photobiol. Sci., 2012, 11, 107-117
Es konnte gezeigt werden, dass Bacillus atrophaeus Endosporen durch Singulett-Sauerstoff inaktiviert werden.
Quelle: Eichner et al., Fast and effective inactivation of Bacillus atrophaeus endospores using light-activated derivates of vitamin B2: Photochem. Photobiol. Sci. 2015, 14, 387-396
Singulett-Sauerstoff ist ein Gas. Es unterscheidet sich durch seine höhere chemischen Reaktivität gegenüber organischen Verbindung (bspw. Zellwände und Zellmembranen) vom energieärmeren Triplett-Sauerstoff.
Die Synthese von Singulett-Sauerstoff ist ebenso im Reich der Pilze zu finden. Dabei wird Singulett-Sauerstoff beispielsweise für den Abbau von Lignin (Holz) und zur Abwehr von Feinden synthetisiert.
Quellen:
- Nakatsubo F, Reid ID, Kirk TK, Involvement of singlet oxygen in the fungal degradation of lignin, Biochem Biophys Research Comm, 102 (1), 1981: 484-491.
- Beltrán-García MJ et al., Singlet Molecular Oxygen Generation by Light-Activated DHN-Melanin of the Fungal Pathogen Mycosphaerella fijiensis in Black Sigatoka Disease of Bananas, PLOS ONE, 2014.
- Xu X, Hu X, Neill SJ, Fang J, Cai W, Fungal elicitor induces singlet oxygen generation, ethylene release and saponin synthesis in cultured cells of Panax ginseng C. A. Meyer, Plant Cell Physiol, 2005, 46(6): 947-954.
Synthetisiert auf Oberflächen von Pflanzenblättern durch den Prozess der Photosensitization wird Singulett-Sauerstoff an die Luft abgegeben. Daher atmen wir jeden Tag moderate Konzentrationen Singulett-Sauerstoff ein.
In Säugetieren gibt es ebenfalls Photosensitizer, darunter Vitamine, welche endogen Singulett-Sauerstoff produzieren. (Bäumler, 2016)
W. Bäumler. Endogenous Singlet Oxygen Photosensitizers in Mammalians (2016) Singlet Oxygen: Applications in Biosciences and Nanosciences, Volume 1, 239-269.
Mikroorganismen können physikalisch sowie chemisch inaktiviert werden.
Physikalische Inaktivierung wird beispielsweise durch Erhitzen – Sterilisieren, Pasteurisieren – oder durch UVC-Strahlung gewährleistet. Dabei werden die Mikroorganismen irreversibel beschädigt und sterben.
Mit der chemischen Inaktivierung durch Antibiotika oder Konservierungsmittel wird das Wachstum und Reproduktion von Mikroorganismen unterbunden.
Die Inaktivierung von Mikroorganismen durch die Singulett-Sauerstoff produzierende Oberflächenbeschichtung DYPHOX kann man als chemisch-physikalische Inaktivierung betrachten. Der Singulett-Sauerstoff oxidiert Strukturen der Zellwand und Zellmembran, welche dort zu Brüchen führt. Die Mikroorganismen verlieren ihre Integrität und sterben.
Einen Zustand der Keimfreiheit wird auf Oberflächen direkt nach der Desinfektion mit geeigneten Desinfektionsmitteln erreicht.
Bereits nach kurzer Zeit sammeln sich Keime / Mikroorganismen durch Kontakt zu Menschen oder in der Luft absinkende Tröpfchen auf dieser Oberfläche an und können exponentiell wachsen. Dadurch nimmt die Keimzahl explosionsartig zu. Das Infektionsrisiko steigt.
Eine antimikrobielle Oberflächenbeschichtung verhindern einen exponentiellen Anstieg der Keimzahl zwischen den Desinfektionszyklen und verringern somit das Risiko hoher Keimlastspitzen nachweislich. (Eichner et al., 2020)
Quelle: A Eichner, T Holzmann, D B Eckl, F Zeman, M Koller, M Huber, S Pemmerl, W Schneider-Brachert, W Bäumler: Novel photodynamic coating reduces the bioburden on near-patient surfaces thereby reducing the risk for onward pathogen transmission: a field study in two hospitals. 2020 J Hosp Infect 104(1): 85-91.
Die Übertragung von Mikroorganismen und Krankheitserregern über Oberflächen beschreibt alltägliche Situationen.
Zur Kontrolle der Keimbelastung auf Oberflächen werden oftmals Abklatschtests verwendet.
Die Probenentnahme auf Oberflächen kann einige Fehlerquellen beinhalten. Diesbezüglich ist eine Standardisierung unverzichtbar.
Wichtige Eckpunkte und Fragen der Probeentnahme sind: Handelt es sich um gleiche Zeitpunkte der Probenentnahme? Wurde ein standardisierter Anpressdruck verwendet? Sind antimikrobiell beschichtete und unbeschichtete Oberflächen bzgl. Frequentierung, Biofilm, Lichtverhältnisse usw. vergleichbar?
Fehlende Standardisierungen führen in der Folge zu großen Schwankungen sowie Standardabweichungen und somit zu wenig aussagekräftigen Ergebnissen. Falsche Schlussfolgerungen können die Folge sein.
Grundsätzlich verfolgen beide Ansätze eine signifikante Keimreduktion.
Die Strategie ist dabei sehr unterschiedlich und richten sich nach den vorhandenen Bedingungen.
Auf trockene Oberflächen, welche im Kontakt mit Menschen stehen und / oder in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden können, empfiehlt sich beispielsweise eine antimikrobielle Oberflächenbeschichtung.
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