Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Analysen zur Wirkungsweise von antimikrobiellen Peptiden (AMPs) auf das Hautmikrobiom und die Entwicklung eines bioaktiv wirkenden Textils zur Anwendung bei chronisch entzündlichen Hauterkrankungen

Neurodermitis ist eine Erkrankung, deren Prävalenz in den letzten Jahren deutlich zugenommen hat.

Die meisten Antibiotika sind inzwischen wirkungslos, insbesondere gegen den auf der Haut vorkommenden MRSA-Keim. Der übliche Einsatz von Silber weist gesundheitliche Risiken auf. Es daher ist notwendig, neuartige antimikrobiell-, biologisch-wirkende und nicht-toxische Produkte zur Anwendung auf erkrankter bzw. geschädigter Haut zu entwickeln. Dies soll durch antimikrobiell wirksame Peptide zur lokalen antimikrobiellen Behandlung erreicht werden.

Ziel des Projektes ist es ein therapeutisches Hilfsmittel für Neurodermitiker zu entwickeln. Dieses soll Symptome wie starken Juckreiz und Infektionen mit Bakterien lindern. Dafür werden ausgewählte antimikrobielle Peptide (AMPs) eingesetzt, die selektiv gegen pathogene Bakterien, insbesondere Staphylococcus aureus, wirken. Die gesunde Hautflora soll dadurch möglichst wenig beeinflusst oder geschädigt werden. Um diesen Ansatz zu verwirklichen, werden die antimikrobiell wirkenden AMPs auf Polyestertextilien aufgebracht. Die Wirksamkeit als auch der Einfluss auf das Haumikrobiom wird in vitro - anhand eines Hautmodells – und in vivo – innerhalb einer Probandenstudie – untersucht. Bisher eingesetzte lokale Therapiesysteme wie lokale Antibiotika oder gebräuchliche Silbertextilien können somit ersetzt und so die Probleme für Gesundheit und Umwelt umgangen werden.

Vom geplanten Vorhaben zur Entwicklung eines „bioaktiv-wirkenden Textils zur Anwendung bei Neurodermitis mit zielgerichteter und antimikrobieller Wirkung“ profitieren mittelbar ca. 5 Millionen an Neurodermitis Erkrankte in Deutschland. Unmittelbaren Nutzen durch das im Forschungsvorhaben erarbeitet Know-how für die Herstellung der antimikrobiell-funktionalisierten Textilen, haben vor allem Textilveredler, Hilfsmittelhersteller, Medizintextilien-hersteller und Funktionsbekleidungshersteller in Deutschland (ca. 80 KMUs). Durch den Forschungs- und Wissensvorsprung erhalten diese deutschen Hersteller und Einzelhändler für Medizin- und Funktionstextilien einen wirtschaftlichen Vorteil und unmittelbaren Nutzen.

Ergebniszusammenfassung:

Damit die Haut eine Chance hat, die natürliche bakterielle Balance wiederherzustellen und so die Symptomatik der Neurodermitis zu mildern, war es Ziel des Vorhabens, ein biofunktionalisiertes Textil zu entwickeln, durch das pathogene Keime wie S. aureus gezielt bekämpft werden können. Für die Entwicklung des Textils wurde der Fokus auf zwei humane AMPs gelegt. Das Cathelicidin LL-37 wird von verschiedenen Zelltypen gebildet und liegt bei Atopikern äußerst stark reduziert vor. Das Peptid hlF (1-11) ist ein Derivat des humanen Lactoferrins, welches ein Hauptprotein aller exokrinen Sekretionen ist. Die gezielte antimikrobielle Wirkung der Peptide gegen S. aureus konnte im Projekt bestätigt werden. Die Peptide wurden über den Reaktivanker EDC/NHS und einen heterofunktionalen PEG-Spacer kovalent auf dem Oberflächensubstrat Polyester immobilisiert. Der Nachweis der immobilisierten Peptide erfolgte zum einen unspezifisch über den kolorimetrischen BCA-Test und zum anderen spezifisch über einen immunologischen Nachweis. Für den Nachweis der antimikrobiellen Wirkungsweise des ausgerüsteten Textils wurde ein in-vitro Hautmodell entwickelt, welches mit repräsentativen Hautkeimen besiedelt wurde. Im Projektverlauf konnte die Wirkung der Textilien bereits in einem normativen Prüfverfahren nach Norm DIN EN ISO 20743 gezeigt werden, durch Immobilisierung wurde die Wirksamkeit der AMPs jedoch herabgesetzt. Die Projektergebnisse beschränken den Einsatz von AMPs daher aktuell auf textile Einmalanwendungen, für die keine kovalente Anbindung erforderlich ist. Die final geplanten Probandenstudien an der Dermatologie konnten während der Projektlaufzeit Pandemie-bedingt noch nicht stattfinden. Die ausstehende Studie wird zeigen, ob die topische Anwendung der mit AMPs ausgerüsteten Textilien auf atopischen Läsionen eine effiziente Therapiemöglichkeit für Neurodermitiker darstellt.