Ärzte Zeitung online, 28.12.2010

Forscher tüfteln an mobiler Plattform zur raschen Diagnostik bei Sepsis

MÜNCHEN (eb). Eine Plastikkarte, nicht größer als eine Kreditkarte - so mutet eine neue Diagnostik-Plattform an zur Optimierung der Versorgung von Sepsis-Patienten. Das System soll Infos zu Krankheitserregern sowie Antibiotikaresistenzen in weniger als einer Stunde liefern. Es basiert auf Nanopartikeln, die automatisch per Magnetkraft gesteuert werden.

Forscher tüfteln an mobiler Plattform zur raschen Diagnostik bei Sepsis

Prototyp der Karte für den Sepsistest.

© Fraunhofer IZI

In Deutschland sterben jährlich rund 60 000 Menschen an einer Sepsis, fast ebenso viele wie am Herzinfarkt, erinnert die Fraunhofer-Gesellschaft in München. Patienten, die mit einer Sepsis auf die Intensivstation kommen, haben nach Angaben des Kompetenznetzes Sepsis nur eine rund 50-prozentige Überlebenswahrscheinlichkeit. Ein Problem in der Betreuung von Sepsis-Patienten: Arzt und Patient mussten bislang oft bis zu 48 Stunden auf die Analyse aus dem Labor warten, so die Fraunhofer-Gesellschaft.

Künftig werde eine neue, mobile Diagnostik-Plattform für eine schnelle, kostengünstige Infektionsdiagnostik bereits während des Transports ins Krankenhaus sorgen. "MinoLab" besteht aus einer kreditkartengroßen Plastikkarte, die auf ein Analysegerät gesteckt wird, das kleiner als ein Notebook ist. Das System soll Ergebnisse in weniger als einer Stunde liefern und so eine lebensrettende Therapie ermöglichen. Es basiert auf magnetischen Partikeln, die an den zu untersuchenden Zellen in einer Blutprobe andocken und das System vollautomatisch per Magnetkraft durchlaufen. Am Ende des Prozesses erfolgt die Diagnose per Magnetsensorik. Entwickelt wird "MinoLab" derzeit im gleichnamigen BMBF-Projekt vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI in Leipzig in Kooperation mit der Fraunhofer-Ausgründung Magna Diagnostics.

"Nach der Blutentnahme binden magnetische Nanopartikel über spezifische Fängermoleküle an die Zielzellen in der Blutprobe. Über einen simplen Magneten werden die Partikel samt Krankheitserreger auf die Plastikkarte überführt und durch verschiedene miniaturisierte Reaktionskammern bewegt. Dort erfolgt die Polymerase-Kettenreaktion, eine Methode, um selbst geringste DNA-Sequenzen von Pathogenen millionenfach zu kopieren. Nach erfolgter Vervielfältigung transportieren die Nanopartikel die Pathogen-DNA weiter in die Detektionskammer, in der ein neuartiger magnetoresistiver Biochip Krankheitserreger sowie Antibiotikaresistenzen erkennen kann" wird Dr. Dirk Kuhlmeier, Wissenschaftler am IZI, zitiert. "Sämtliche Reaktionen - von der Probenaufbereitung über die Zielmolekülisolation bis zum Nachweis - erfolgen dabei berührungsfrei und vollautomatisch", sagt der Forscher. Der Routinebetrieb für den Laboranten wird damit deutlich vereinfacht. Zudem sinkt das Risiko einer Kontamination durch Bakterien, die über die Umwelt eingeschleust werden und einen Fehlalarm auslösen. "Durch die Kombination von magnetischen Nanopartikeln und neuartiger Mikrofluidik sparen wir nicht nur Zeit. Durch die Miniaturisierung entfällt zusätzlich ein umfangreicher apparativer Aufwand", betont Kuhlmeier einen weiteren Vorteil.

Den Experten ist es bereits gelungen, die Sepsiserreger mit Hilfe magnetischer Nanopartikel zu isolieren und nachzuweisen. "Bis wir die Diagnose-Plattform als Prototyp vorlegen können, dürften aber noch rund zwei Jahre vergehen«, sagt Kuhlmeier. Die Plattformtechnologie eigne sich jedoch nicht nur für Sepsistests, sondern könne Ärzte in Krankenhäusern und Praxen beim Beantworten verschiedenster molekularbiologischer Fragestellungen - von genetischen Prädispositionen bis zur Krebsdiagnostik - unterstützen.

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