UV-Licht, das für Menschen sicher, aber schädlich für Bakterien und Viren ist

Im ständigen Kampf gegen die Ausbreitung von Infektionskrankheiten sind Wissenschaftler ständig auf der Suche nach neuen Waffen, die gezielt gegen pathogene Mikroben vorgehen. Nun glauben Forscher des Center for Radiological Research am Columbia University Irving Medical Center (CUIMC), dass sie möglicherweise eine neue, kostengünstige Lösung zur Ausrottung luftübertragener Viren in öffentlichen Innenräumen gefunden haben. Das Forschungsteam fand heraus, dass kontinuierlich niedrige Dosen von fernem ultraviolettem C-Licht (Far-UVC) in der Luft befindliche Grippeviren abtöten können, ohne menschliches Gewebe zu schädigen. Die Ergebnisse der neuen Studie, die heute in Scientific Reports in einem Artikel mit dem Titel „Far-UVC Light: A New Tool to Control the Spread of Airborne-Mediated Microbial Diseases“ veröffentlicht wurde, legen nahe, dass in Krankenhäusern und Ärzten Fern-UVC-Licht über Kopf verwendet wird „Büros, Schulen, Flughäfen, Flugzeuge und andere öffentliche Räume könnten eine wirksame Eindämmung saisonaler Grippeepidemien sowie Grippepandemien bieten.“

Wissenschaftler wissen seit Jahrzehnten, dass Breitspektrum-UVC-Licht mit einer Wellenlänge zwischen 200 und 400 Nanometern (nm) Bakterien und Viren äußerst wirksam abtötet, indem es die molekularen Bindungen zerstört, die ihre DNA zusammenhalten. Dieses herkömmliche UV-Licht wird routinemäßig zur Dekontamination chirurgischer Geräte verwendet.

„Leider stellt herkömmliches keimtötendes UV-Licht auch eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar und kann zu Hautkrebs und Katarakten führen, was seine Verwendung im öffentlichen Raum verhindert“, erklärte der leitende Studienforscher David Brenner, Ph.D., Direktor des Zentrums für radiologische Forschung und Professor am CUIMC.

Interessanterweise stellten Dr. Brenner und seine Kollegen vor einigen Jahren die Hypothese auf, dass ein schmales Spektrum ultravioletten Lichts namens Fern-UVC Mikroben abtöten könnte, ohne gesundes Gewebe zu schädigen. Darüber hinaus zeigten die Forscher, dass fernes UVC-Licht MRSA-Bakterien (Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus), eine häufige Ursache chirurgischer Wundinfektionen, wirksam abtötet, ohne jedoch die Haut von Menschen oder Mäusen zu schädigen.

„Fernes UVC-Licht hat eine sehr begrenzte Reichweite und kann die äußere abgestorbene Zellschicht der menschlichen Haut oder die Tränenschicht im Auge nicht durchdringen, sodass es keine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt“, bemerkte Dr. Brenner. „Aber weil Viren und Bakterien viel kleiner sind als menschliche Zellen, kann fernes UVC-Licht ihre DNA erreichen und sie töten.“

Das Influenzavirus wird von Mensch zu Mensch hauptsächlich durch feine Flüssigkeitströpfchen oder Aerosole übertragen, die in die Luft gelangen, wenn Menschen mit Grippe husten, niesen oder sprechen. Die aktuelle Studie sollte testen, ob fernes UVC-Licht aerosolisierte Influenzaviren in der Luft in einer Umgebung, die einem öffentlichen Raum ähnelt, wirksam abtöten kann.

In dieser Studie wurde das aerosolisierte H1N1-Virus – ein häufiger Stamm des Grippevirus – in eine Testkammer freigesetzt und sehr geringen Dosen von 222-nm-Fern-UVC-Licht ausgesetzt. Eine Kontrollgruppe aerosolisierter Viren wurde keinem UVC-Licht ausgesetzt. Das ferne UVC-Licht inaktivierte die Grippeviren effizient, mit etwa der gleichen Wirksamkeit wie herkömmliches keimtötendes UV-Licht.

„Wir zeigen zum ersten Mal, dass Fern-UVC in der Luft befindliche, aerosolisierte Viren effizient inaktiviert, wobei eine sehr niedrige Dosis von 2 mJ/cm2 222-nm-Licht >95 % der aerosolisierten H1N1-Influenzaviren inaktiviert“, schreiben die Autoren. „Kontinuierliches Fern-UVC-Licht mit sehr niedriger Dosisleistung in öffentlichen Innenräumen ist ein vielversprechendes, sicheres und kostengünstiges Mittel, um die Ausbreitung von durch die Luft übertragenen mikrobiellen Krankheiten zu reduzieren.“

Bei einem Preis von weniger als 1.000 US-Dollar pro Lampe – Kosten, die bei Massenproduktion der Lampen sicherlich sinken würden – sind Fern-UVC-Lampen relativ kostengünstig. Dadurch könnte das Werkzeug an weit mehr Orten eingesetzt werden, als UV-Licht derzeit eingesetzt wird, was potenziell weitreichende Auswirkungen auf die Eindämmung der Ausbreitung vieler Infektionskrankheiten haben könnte.

„Wenn sich unsere Ergebnisse in anderen Umgebungen bestätigen, folgt daraus, dass die Verwendung von schwachem Fern-UVC-Licht über Kopf an öffentlichen Orten eine sichere und effiziente Methode zur Begrenzung der Übertragung und Ausbreitung von durch die Luft übertragenen mikrobiellen Krankheiten wie Influenza wäre.“ und Tuberkulose“, schloss Dr. Brenner.

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