Akanthamöben-Keratitis: Kontaktlinsen mit keimabtötenden Eigenschaften als Therapie-Ansatz

Fraunhofer-Forscher verfolgen einen neuartigen Ansatz zur Behandlung mikrobieller Hornhautentzündungen: Kontaktlinsen mit keimabtötenden Eigenschaften.

Mikrobielle Infektionen der Augenhornhaut können zu ernsthaften Problemen führen – im schlimmsten Fall droht der Patient zu erblinden. Die Behandlung einer durch bestimmte Erreger ausgelösten Keratitis stellt den Augenarzt immer vor große Herausforderungen. “Mit aktuell verfügbaren Therapeutika lassen sich diese Hornhautinfektionen oftmals nicht erfolgreich behandeln”, so die Fraunhofer-Gesellschaft. Deshalb verfolge man nun einen neuartigen Ansatz: Kontaktlinsen mit keimabtötenden Eigenschaften könnten eine Alternative zu herkömmlichen Therapiekonzepten sein. Erste Tests im Labor und an Spenderhornhäuten seien erfolgreich gewesen.

Infektionen der Hornhaut sind weltweit eine wesentliche Ursache für eine Minderung der Sehschärfe. Die WHO geht nach Angaben der Fraunhofer-Gesellschaft davon aus, dass sich jede vierte Erblindung auf eine Hornhauttrübung zurückführen lässt. Ursächlich dafür sei meistens eine mikrobielle Keratitis – eine durch Keime wie Bakterien, Pilze, Hefen, Viren oder Akanthamöben ausgelöste Hornhautentzündung. Augenärzte fürchteten vor allem die durch Akanthamöben verursachte Keratitis, da diese Form der Erkrankung kaum auf verfügbare Medikamente anspreche. Derzeitige Therapien mit Desinfektionsmitteln in Kombination mit Antibiotika hätten starke Nebenwirkungen und schädigten die Hornhaut.

Zu Beginn sind die Symptome der Akanthamöben-Keratitis unspezifisch: Das Auge ist rot, tränt, die Betroffenen sehen verschwommen. Erst nach fünf Wochen kommen starke Schmerzen hinzu – ein Zeichen, dass bereits Nervenzellen geschädigt sind. Die Erkrankung tritt in der Regel einseitig in einem Auge auf. Eine rechtzeitige Diagnose und Behandlung ist enorm wichtig, da eine solche Infektion in späteren Stadien zum dauerhaften Sehverlust führen kann.

Weiche Kontaktlinsen als Verursacher der Akanthamöben-Keratitis
Weiche Kontaktlinsen, so die Fraunhofer-Gesellschaft, gelten zu 88 Prozent als Hauptübertragungsmedium der Erreger. Betroffene Patienten hätten in Befragungen angegeben, dass sie ihre Kontaktlinsen über mehrere Tage getragen oder nicht mit den dafür vorgesehenen Reinigungsmitteln desinfiziert, sondern unter fließendem Leitungswasser gewaschen hätten. “Akanthamöben kommen sozusagen ubiquitär vor. Nicht ganz saubere Kontaktlinsen bieten den Parasiten daher ein Klima, in dem sie sich hervorragend vermehren können. Die Amöben fressen sich förmlich in die Hornhaut hinein”, erläutert Dr. Joachim Storsberg, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP.
Da derzeitige Behandlungsmethoden häufig bis zu einem Jahr beanspruchten und oftmals nicht wirksam seien, erforsche das Team des Experten für Biomaterialien neuartige, schonende Therapiekonzepte, die auf den Einsatz von Antibiotika verzichteten. Als vielversprechende Alternative könnten sich plasmabehandelte Kontaktlinsen erweisen. “Plasma ist für seine keimreduzierende Wirkung bekannt. Zum Therapieren von Hautkrankheiten wird es seit einigen Jahren erfolgreich eingesetzt. Daher war es naheliegend, Kontaktlinsen mit keimabtötenden Eigenschaften zu entwickeln und zu prüfen, ob sie die Amöben schädigen und wachstumshemmende Effekte auslösen können. Zusammen mit dem Augenarzt Prof. Dr. Saadettin Sel von der Universität Heidelberg kamen wir auf die Idee, das plasmamedizinische Verfahren hierfür anzuwenden”, erläutert Storsberg. Die plasmabehandelten Hydrogel-Linsen sollen letztendlich ins Auge infizierter Patienten eingesetzt werden.

Therapeutische Kontaktlinsen
Um den gewünschten keimabtötenden Effekt zu erzielen, wählten die Forscher plasmaaktiviertes Wasser (PAW). Die Fraunhofer-Gesellschaft erläutert das Vorgehen: Erzeugt wurde das Atmosphärendruckplasma mittels dielektrischer Barriere-Entladung (DBE). Dabei findet die Entladung zwischen der Elektrode und dem Medium statt. Auch die Kontaktlinsen stellten die Forscher in Eigenregie her. Als Material verwendeten sie Silikon-Hydrogel – ein in Wasser quellbarer, weicher Kunststoff, auf den das Fraunhofer IAP ein Patent hat.
“Silikon-Hydrogel reagiert nicht mit dem plasmaaktivierten Wasser, vielmehr nimmt es dieses dank seiner sehr guten Speicherfähigkeiten auf und verändert sich dabei nicht”, beschreibt Storsberg die Vorzüge des Polymermaterials. PAW wiederum lasse sich leicht herstellen und zeichne sich durch seine fehlende Resistenzbildung aus. “Aufgrund seiner oxidierenden Wirkung ist es in der Lage, die Zellmembran der Amöben irreversibel zu zerstören”, so Storsberg. Das antibakterielle Potenzial der plasmabehandelten Linsen habe sich in allen In-vitro-Experimenten bestätigt – die PAW-Hydrogele wiesen starke antimikrobielle Effekte auf: Nachdem die Amöben zunächst in Reinkultur hergestellt wurden, gaben die Forscher die PAW-Lösung direkt auf die Probe – bereits nach fünf Minuten waren sämtliche Amöben inaktiviert. In weiteren Experimenten seien verworfene, nicht mehr transplantierbare Spenderhornhäute mit einer Typusart der Akanthamöbe infiziert und mit einer PAW-Kontaktlinse abgedeckt worden. Bei diesem Test seien die Erreger ebenfalls zu 100 Prozent abgetötet worden.
Derzeit untersuchen die IAP-Forscher, ob sich die Hydrogel-Kontaktlinsen auch zur Therapie von Pilzerkrankungen eignen.

In den anstehenden klinischen Studien, die laut Mitteilung der Fraunhofer-Gesellschaft bereits im Sommer dieses Jahres starten könnten, prüft das Team von Storsberg in Zusammenarbeit mit Augenärzten, wie lange man die PAW-behandelten Linsen einsetzen kann, um – ohne die Hornhaut zu schädigen – einen vollen Therapieerfolg zu erzielen. Die bisherigen Forschungsergebnisse sind bereits in augenmedizinischen Fachzeitschriften veröffentlicht worden.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft

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