Forschern ist ein wichtiger Fortschritt bei der Typisierung von Pseudomonas-Bakterien und damit im Kampf gegen Mukoviszidose gelungen: Sie haben einen Schnelltest entwickelt, mit dessen Hilfe die verschiedenen Typen des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa in kurzer Zeit genauestens bestimmt werden können. Das Bakterium kann bei Mukoviszidose-Patienten die Atemwege chronisch besiedeln und so den Verlauf der Krankheit wesentlich verschlechtern. Zudem ist der Keim häufig an im Krankenhaus erworbenen Infektionen beteiligt.
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„Weil das Bakterium so anpassungsfähig ist, kann eine Behandlung derartiger Infektionen besonders auf Intensivstationen oft problematisch verlaufen“, betont Professor Dr. Dr. Burkhard Tümmler von der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) in der Online-Ausgabe des renommierten US-Fachjournals „Proceedings of the National Acadamy of Science“. Daher sei es entscheidend, die Ausbreitung des Erregers von Patient zu Patient rasch zu unterbinden und eine Verschleppung aufzuklären. Genau an dieser Stelle setzt der Schnelltest an.
Die verschiedenen Typen von Pseudomonas aeruginosa unterscheiden sich durch winzige Abweichungen in ihrem Erbgut, ihrer DNA. Genau die Veränderungen entscheiden auch darüber, wie groß das Krankheitspotenzial des jeweiligen Erregers ist. Infiziert sich in einer Ambulanz ein Patient bei einem anderen, so sind die identifizierten Keime identisch. Hatte sich der Patient aber außerhalb der Klinik angesteckt, so variiert die DNA der Bakterien.
Bislang werden Proben von Pseudomonas aeruginosa mit einer aufwändigen, langwierigen und teuren Analysemethode untersucht, die erhebliche Vorkenntnisse verlangt und somit für Routinelabors ungeeignet ist. „Unsere Forschergruppe hat einen einfachen und schnellen Test entwickelt, mit dem auch ein nicht spezialisiertes Labor innerhalb weniger Stunden eine Typisierung des Bakteriums durchführen kann“, betont Tümmler.
Geninseln im Visier der Forscher
Dazu haben die Forscher um Tümmler und Dr. Lutz Wiehlmann die so genannte ArrayTube-Technologie der Firma Clondiag Chip Technologies aus Jena weiterentwickelt. Die Forscher haben nach jahrelanger Suche spezielle Marker und Sonden identifizieren können, mit denen die Bakterien-Typisierung mit einer Genauigkeit von größer als 99,99 Prozent abläuft. Diese Sonden – kurze Ketten von Nukleotiden – sind so beschaffen, dass für die Bestimmung des Bakterientyps wichtige Bereiche des Bakterienerbguts genau daran binden. „Zudem haben wir weitere Sonden aus so genannten Geninseln der Bakterientypen entwickelt“, erläutert Tümmler – das sind Bereiche innerhalb der Bakterien-DNA, die zuvor kaum Beachtung gefunden hatten.
Mit dieser neuen Methode können die Bakterien – ausgehend von einer Pseudomonas aeruginosa-Probe – innerhalb von sechs Stunden typisiert werden. Dabei werden aus dem Erbgut der Bakterien mittels einer speziellen Methode die für die Identifizierung interessanten Bruchstücke herausgeschnitten und millionenfach kopiert. Die Sonden suchen dann bei den 50 verschiedenen DNA-Abschnitten nach Übereinstimmungen im Erbgut der Keime.
Erstmals vergleichbare Daten
„Der Ablauf ist nach dem Bestücken des Geräts vollständig automatisiert“, sagt Tümmler. Eine Farbreaktion zeigt an, mit welchen der 50 Merkmale die Probe übereinstimmt, der PC und die Software speichern die Daten in einem universellen, austauschbaren Format und gleichen sie zusätzlich mit Internetdatenbanken ab. „Damit werden die gefundenen Daten erstmals auch zwischen unterschiedlichen Kliniken vergleichbar“, betont der Forscher. Mittlerweile haben die Wissenschaftler bereits 1300 Proben typisiert. Die MHH verfügt damit über die größte Pseudomonas aeruginosa-Stammsammlung der Welt.
Die MHH-Forscher stellten ihre Methode jetzt den führenden Mukoviszidose-Forschern beim EuroCareCF-Treffen an der MHH vor.
(idw – Medizinische Hochschule Hannover, 29.05.2007 – DLO)
