Dr. Peter Dungel leitet die Photobiomodulationsgruppe am LBI Trauma. Photobiomodulation heißt übersetzt nichts anderes, als durch Licht (photo) biologische Funktionen zu beeinflussen (modulieren). Dass Licht tatsächlich mit Zellen interagiert und damit auch Auswirkungen auf den Körper hat, zeigt uns anschaulich der Sonnenbrand. Zu stark von der Sonne geküsst, hinterlässt das energiereiche UV-Licht sichtbare und fühlbare Spuren am Körper. Es zeigt, wie wichtig die Abwägung von Lichtwellenlänge, Dosis und anderer Parameter ist. In der Photobiomodulationsforschung geht es darum, optimale Bedingungen zu finden, um die positiven Effekte von Licht auszuschöpfen und die etwaige Nebenwirkungen zu vermeiden. Dafür müssen Wissenschafter:innen verstehen, welche Moleküle in unserem Körper auf Licht reagieren und welche Reaktionen dadurch in Gang gesetzt werden. Bereits bekannt ist etwa eine gesteigerte mitochondriale Atmung und erhöhte Konzentration von ATP, die „Energiewährung” unseres Körpers. Lichttherapie ist praxistauglich, mobil, einfach anzuwenden und gegenüber chirurgischen oder pharmakologischen Eingriffen äußerst kostengünstig.

Rot oder grün bei diabetischen Wunden 

Diabetiker:innen leiden oft an verlangsamter oder gänzlich ausbleibender Wundheilung. Durchblutungsstörungen wie die Arterielle Verschlusskrankheit führen dazu, dass die Wunde nicht ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird. Eine durch den gestörten Insulinstoffwechsel verminderte Immunabwehr tut ihr übriges. Bei diabetischen Wundheilungsstörungen ist immer zuerst auf die richtige Einstellung des Blutzuckerspiegels zu achten, damit Heilung ermöglicht wird. Da Blutgefäße aber viel Zeit brauchen, um sich zu regenerieren, werden aktuell viele weitere, oft lokaltherapeutische Ansätze getestet. Denn der Bedarf ist groß, fast jeder zehnte Mensch in Österreich leidet an Diabetes.

Ein Zusammenschluss der Gruppen für Photobiomodulation, Weichgewebsregeneration und Gefäßbiologie am LBI Trauma untersuchte in einem Projekt mit der Wiener Firma Repuls die Heilung diabetischer Wunden, welche mit rotem, blauem oder grünem Licht behandelt wurden, im Vergleich zu unbehandelten Wunden. Das Ergebnis zeigte sich abhängig von der Wellenlänge, also Lichtfarbe. Während sich bei grün bereits eine leichter Verbesserung der Wundheilung zeigte, führte Rotlicht zu deutlich schnellerem Wundverschluss. Beide Lichtarten förderten die Bildung von kleinen Blutgefäßen unter der Wundfläche. Die Wirkung von rotem Licht reichte besonders tief ins Gewebe hinein, was möglicherweise den besseren Effekt erklärt.

Blaulicht gegen Infektionen

Im Angesicht steigender Antibiotika-Resistenzen sucht die Wissenschaft schon lange nach Alternativen zur Bekämpfung von Bakterien. Auch Licht an sich kann desinfizierend wirken, wir kennen den Einsatz von UV-Lampen. Diese werden auch im Labor eingesetzt. Nach getaner Arbeit in der Sterilwerkbank wird das Desinfektionsprotokoll hochgefahren. Durch das UV-Licht riecht es im Labor bald wie in einem Solarium. UV-Strahlen verfügen über eine hohe Energiedichte, sie dringen in das Erbgut von Mikroorganismen ein und zerstören dieses. Die Technik kommt auch bei Schwimmbädern und Luftreinigern zum Einsatz. Für einen Einsatz an infizierten Wunden wäre das UV-Licht jedoch fehl am Platz, es schadet der Haut zu sehr.

PhD-Studentin Magdalena Metzger, MSc widmete sich der Frage, ob auch mit Licht niedrigerer Energiedichten eine effektive Desinfektion zu erreichen ist. Blaues Licht hat im sichtbaren Spektrum eine vergleichsweise hohe Energiedichte und kurze Wellenlänge, ist aber immer noch deutlich schonender als das ultraviolette. In ihrer Studie entdeckte sie, dass manche Bakterienstämme durch das Licht abgetötet werden, während andere sich resistent zeigen. Besonders interessant: den für das Blaulicht anfälligen Stämmen fehlte ein Molekül, das für die DNA-Reparatur zuständig ist. Ob diese Reparatur blockiert werden kann, damit sollen sich zukünftige Projekte befassen.

In Zukunft auch gegen Alzheimer?

Auch auf der Suche nach Behandlungsmöglichkeiten für Alzheimer könnte Licht helfen. Zumindest ist dies derzeit Ziel intensiver Forschung. Am LBI Trauma wurden in einer Arbeit von Joachim Enengl, MSc die theoretischen Grundlagen beleuchtet.

Die Studienlage ist derzeit noch überschaubar, aber zeigt in eine Richtung: in doppelblinden klinischen Studien in den USA zeigte die Lichtgruppe gegenüber der jeweiligen Kontrollgruppe ein verbessertes Kurzzeitgedächtnis und schnitt besser im Uhrentest ab – ein Standardtest für Demenz, bei denen Patient:innen ein Ziffernblatt zeichnen. Eine Studie, bei der Licht mittels Katheder in die Hirnarterien geführt wurde, zeigte eine Verbesserung der cerebralen Mikrozirkulation und die Wiedererlangung kognitiver Fähigkeiten.

Hierbei soll aber hervorgehoben werden, dass es zwar Grund zur Hoffnung gibt, aber der Jubel noch in der Ferne liegt. Denn mehrere Studien zeigten, dass die positiven Effekte der Lichttherapie rasch nachließen, wenn diese nicht regelmäßig durchgeführt wird.

Diese Beispiele zeigen die zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten von Lichtenergie in der Medizin. Wichtig ist Dr. Dungel dabei, Licht aus dem Voodoo- und Esoterik-Eck zu holen und mit wissenschaftlichen Methoden die zugrunde liegenden Mechanismen der Lichttherapie zu beleuchten.