Kaltes Plasma setzt Adenoviren gezielt außer Gefecht

Medizinisches Gasplasma kann Adenoviren innerhalb kurzer Zeit unschädlich machen. Das zeigt eine aktuelle Laborstudie des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP). Das Plasma greift vor allem die äußere Eiweißhülle der Viren an.

Adenoviren können zum Beispiel Erkältungen, Bindehautentzündungen oder Magen-Darm-Infektionen verursachen. Sie sind robust und können lange auf Oberflächen überleben. Für die Versuche im Rahmen ihrer Studie nutzten die Forschenden einen speziellen Argon-Plasmajet, wie er auch in der Plasmamedizin eingesetzt wird. Das Ergebnis: Je länger die Viren dem Plasma ausgesetzt wurden, desto schlechter konnten sie Zellen infizieren. Bereits nach 90 Sekunden Plasmabehandlung war ihre Infektiosität in Zellkulturen um rund 96 Prozent verringert.

Chemische Reaktionen statt grober Zerstörung

Die im Fachjournal „Small“ erschiene Arbeit ging auch der Frage nach, warum das Plasma so wirksam ist. Dabei zeigte sich: Die Adenoviren werden nicht durch Hitze oder mechanische Einwirkung zerstört. Stattdessen entstehen im Plasma sehr reaktionsfreudige Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen. Diese agieren wie winzige chemische Angreifer. „Das Plasma wirkt dabei nicht wahllos. Es verändert gezielt bestimmte Bestandteile der Virushülle, also genau dort, wo das Virus normalerweise an menschliche Zellen andockt“, erläutert INP-Studienleiter Prof. Sander Bekeschus.

Angriff auf die Hülle der Adenoviren

Genauere Analysen zeigten, dass bestimmte Proteine in der Virushülle chemisch verändert wurden. Sie sind wichtig für die Stabilität des Virus und für den Kontakt mit menschlichen Zellen. Dr. Anke Schmidt, Erstautorin der Studie erläutert: „Das Plasma verändert vor allem Proteine, die das Virus braucht, um in eine Zelle einzudringen. Ohne diese Fähigkeit kann das Virus keine Infektion mehr auslösen“.

Aufnahmen mit dem Elektronenmikroskop machten die Folgen sichtbar: Die Viruspartikel veränderten ihre Form und schrumpften im Durchschnitt um etwa 16 Prozent. Das Erbgut der Adenoviren blieb dagegen größtenteils unbeschädigt. Zusätzliche Tests bestätigten, dass diese Effekte auf die chemische Wirkung des Plasmas zurückzuführen sind.

Grundlage für zukünftige Anwendungen

Die Studie beschreibt damit erstmals genau, an welchen Stellen medizinisches Gasplasma Adenoviren angreift. Dieses Wissen ist eine wichtige Grundlage, um Plasmatechnologien gezielt weiterzuentwickeln: Ein Beispiel ist etwa die Desinfektion von Oberflächen oder medizinischen Geräten. Gleichzeitig betonen die Forschenden, dass die Ergebnisse aus Laborversuchen stammten. Bevor konkrete Anwendungen möglich seien, müssten weitere Studien beispielsweise infizierter Lungen folgen, um die Wirksamkeit in Organismen zu bestätigen.