Effekte von Niedertemperatur-Plasmen auf Bio-Makromoleküle und vegetative Zellen - und bakterielle Schutzmechanismen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Julia Bandow
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326526205

Niedertemperatur Nicht-Gleichgewichtsplasmen werden verstärkt im medizinischen Sektor erforscht wobei die Anwendungen von der Sterilisation medizinischer Gegenstände bis hin zur explorativen Behandlung schwerer Hautinfektionen reichen. Wir charakterisieren Niederdruck- und Atmosphärendruck-Plasmareaktoren hinsichtlich ihrer Sterilisations- und Dekontaminations-eigenschaften. Wir untersuchten die Mechanismen, die der Inaktivierung durch Plasma und Plasma-generierte Strahlung und Partikel zugrunde liegen, und fanden, dass die Inaktivierung von Bakterien mit der Inaktivierung leicht oxidierbarer essentieller Enzyme korreliert.Mit Hilfe eines einzigartigen Plasma-Versuchsaufbaus, der von J. Benedikt entwickelt und zur Verfügung gestellt wird, werden wir nun die Effekte von Plasma-Ionen auf vegetative Zellen und Biomakromoleküle in trockener Umgebung und in wässriger Lösung untersuchen. Hierfür werden wir die in der ersten Förderperiode etablierten Techniken einsetzen (u.a. Überlebenstests, Proteinfaltungs- und Aktivitätstests und Massenspektrometrie). Wir werden außerdem mutagene Effekte von Plasma in Wundkeimen untersuchen. Wir identifizierten das redox-regulierte Chaperon Hsp33 als ein bakterielles Stressprotein, das durch Plasma aktiviert wird. Wir werden den Mechanismus der Plasma-Aktivierung charakterisieren und untersuchen, ob dieses und andere Stressproteine Bakterienzellen vor Plasma-bedingten Zellschäden schützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen