Intensivmedizin

Sepsis: Fortschritt beim Nachweis von Pilzen

Mit einer neuen molekularbiologischen Technik können mehrere sepsisrelevante Pilze parallel nachgewiesen werden.

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JENA. Im Projekt "ImSpec" haben Forscher aus Jena gemeinsam mit Partnern aus der Industrie eine Nachweismethode entwickelt, mit der pathogene Pilze zukünftig schneller und zuverlässiger identifiziert werden können. Integriert in ein neues optisches Analysesystem können die Wissenschaftler mit dem Sepsis-Chip mehrere Pilzerreger in Patientenproben parallel nachweisen und charakterisieren (Biosensors and Bioelectronics 2016, 81: 287–293).

Beteiligt an der Entwicklung waren Forscher des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) und Intensivmediziner des Universitätsklinikums Jena (UKJ/CSCC), teilt das Leibniz-IPHT mit.

Neue molekularbiologische Technik

Besonders Krankenhauspatienten mit geschwächtem Immunsystem erkranken ja an einer Pilzsepsis. Die Identifikation des Pilzes dauert zum Teil mehrere Tage, da der Pilz aus Körpergewebe oder Blut extrahiert und in einer Nährkultur vermehrt werden muss. Eine schnellere Diagnose der Sepsis ist durch molekularbiologische Methoden möglich, bei denen die Pilz-DNA in der Probe vervielfältigt wird. Diese Diagnostik verspricht die höchste Erfolgswahrscheinlichkeit, kann aber nicht alle Pilzarten in einem Nachweisschritt detektieren.

Das ImSpec-Projekt (Imaging Spektrometer zur parallelen Auslesung eines ultrasensitiven plasmonischen Microarrays zur vor-Ort-Analytik von DNA/RNA) setzt auf eine neue molekularbiologische Technik, mit der mehrere sepsisrelevante Pilze parallel nachgewiesen werden können.

Erreger-DNA wird durch einen Chip geleitet

Das am Leibniz-IPHT entwickelte markierungsfreie Verfahren basiert auf einem mikrofluidischen Chip, auf dem Gold-Nanopartikel mit funktionalisierter Oberfläche in Form eines Mikroarrays angeordnet sind, erklärt das Leibniz-IPHT in seiner Mitteilung. Die isolierte Erreger-DNA werde durch den Chip geleitet und binde spezifisch an die Oberfläche der Goldpartikel an, die daraufhin ihre optischen Eigenschaften verändern.

In enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurde der Chip in einen neuartigen, kompakten und kostengünstigen bildgebenden Spektrometeraufbau – bestehend aus fluidischer Chipkammer, Kamera, Lichtquelle und Interferometer – integriert. Anders als bei bisherigen Verfahren erfasst das System die Spektren von bis zu 50 Punkten auf dem Mikroarray zeitgleich.

Bisher Einsatz als Versuchsaufbau im Labor

Die parallele optische Datenerfassung ermögliche eine schnellere Diagnostik als aktuelle Kulturverfahren es erlauben, heißt es in der Mitteilung des Leibniz-IPHT. Da das bildgebende Spektrometer ohne zusätzliches Mikroskop arbeite, würden die vier Hauptarten der Pilzerreger technisch einfacher und damit kostengünstiger nachgewiesen.

Bisher ist das neue Analysesystem zum Nachweis der sepsiserregenden Pilze als Versuchsaufbau im Labor im Einsatz. Um zu einem marktfähigen, portablen Gerät für die Sepsisdiagnostik zu gelangen, seien weitere Entwicklungsarbeit und umfangreiche klinische Studien nötig, so das Leibniz-IPHT. (eb)

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