Modernste Sequenzierungsmethoden ermöglichen schnelle Entwicklung eines Tests Gentechnik hilft gegen niederländischen "Superkeim" - scinexx | Das Wissensmagazin
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Modernste Sequenzierungsmethoden ermöglichen schnelle Entwicklung eines Tests

Gentechnik hilft gegen niederländischen „Superkeim“

Klebsiella pneumoniae © CDC

Ein gefährlicher, restistenter „Superkeim“ grassiert in niederländischen Krankhäusern. Eine Identifizierung und die Entwicklung eines ersten Tests gegen die „Supermikrobe“ hat jetzt ein internationales Forscherteam mittels Gensequenzierung geschafft. Sie nutzten dabei Technologien, die erstmals bei der Suche nac dem Erreger der EHEC-Epidemie Im Frühjahr dieses Jahres zum Einsatz kamen.

In Deutschland stand es im Schatten von EHEC, in den Niederlanden kennt es jeder Zeitungsleser: das Bakterium Klebsiella pneumoniae Oxa-48. Über 80 Patienten haben sich mit dem antibiotikaresistenten „Superkeim“ während eines Ausbruchs im Maasstad Hospital in Rotterdam indiziert, 27 davon starben. Nach einer Schätzung des Krankenhauses waren insgesamt mehr als

2.000 Personen dem Risiko ausgesetzt, sich zu infizieren. Um das Krankenhaus bei der Eindämmung des Ausbruchs zu unterstützen, wurde das Niederländische Institut für den Öffentlichen Gesundheitsdienst (RIVM) eingeschaltet. Am Kampf gegen Klebsiella wirkten auch deutsche Forscher mit.

Gemeinsam mit Kollegen aus den Niederlanden, England und den USA entwickelten sie einen hoch spezifischen Screening-Test zum Nachweis des Erregers. Dieser sollte einer weiteren Verbreitung vorzubeugen. „Das Entscheidende war, in extrem kurzer Zeit die richtigen Leute und die richtigen Ressourcen zusammenzubringen, um gemeinsam der weiteren Ausbreitung des Bakteriums entgegentreten zu können“, erklärt Hajo Grundmann, Epidemiologe am RIVM. „Besonders erfreut sind wir vor allem über die Möglichkeiten, die sich hierbei aus der schnellen Genom-Sequenzierung des Bakterienstammes ergaben.“

Schnelle Sequenzierung zeigt genetische Eigenheiten

Der Mikrobiologe Dag Harmsen von der Klinik für Parodontologie an der Universität Münster leitete das Team, das die Sequenzierung mittels einer speziellen Sequenziermaschine (PGM) durchführte. Sie war bereits Anfang des Jahres bei der Identifizierung des EHEC-Stamms genutzt worden. „Als wir die PGM erstmals während des deutschen EHEC-Ausbruchs 2011 einsetzten, war das quasi noch eine Generalprobe, ein Praxistest zur Anwendung neuer Theorien und Techniken. Diesmal jedoch wurde durch die schnelle Sequenzierung des gesamten Genoms auch ein unmittelbarer positiver Effekt für die Sicherstellung der Patientengesundheit deutlich: Die Ergebnisse der Sequenzierung bildeten die Grundlage für die Entwicklung eines spezifischen Tests. Das war das erste Mal, dass die Genforschung sozusagen in ‚Echtzeit’ in der medizinischen Diagnostik ankam“, freut sich Harmsen.

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Den Bioinformatikern genügten die Ergebnisse eines einzigen Ion-316-Chips zur vorläufigen Genentschlüsselung des Stammes von K.pneumoniae Oxa-48, der den niederländischen Ausbruch verursachte. Ihre Erkenntnisse machten sie über das National Center for Biotechnology Information (NCBI), einen Ableger des nationalen Gesundheitsinstitutes der USA, öffentlich zugänglich. Craig Cummings von Life Technologies: „Durch die Verwendung unserer TaqMan-Technologie waren wir in der Lage, in extrem kurzer Zeit dieses Genom mit dem anderer Klebsiella-Stämme zu vergleichen, deren Daten bekannt waren. Wir konnten 36 Regionen identifizieren, die sich möglicherweise zur Entwicklung eines PCR-Testes eignen, welcher spezifisch auf den aktuellen Ausbruch-Stamm anspricht.“

Schnelltest kann in Kliniken eingesetzt werden

Durch den Vergleich dieser Regionen mit den Angaben zu 200 weiteren Klebsiella-Genomen aus einer noch laufenden weltweiten Studie entdeckten Thomas Conner und Nicholas Thompson vom Wellcome Trust Sanger Institute in Cambridge zwei Bereiche, die in dieser Form nur bei dem niederländischen „Superkeim“ vorkommen. PCR-Tests, die auf genau diese Sequenzteile abzielen, konnten dann aufgrund dieser Erkenntnisse von Grundmanns RIVM-Team entwickelt und im Feldversuch erprobt werden, um einen molekularen Screening-Test zu erhalten. Die Prüfprotokolle zu Testverfahren und -ausstattung wurden umgehend allen niederländischen Krankenhäusern zur Verfügung gestellt.

„Dies ist ein gutes Beispiel dafür, wie schnelle Analysen mittels des ‚Next Generation Sequencing’ bei der Kontrolle von Epidemien helfen können und wie die Zusammenarbeit von Teams aus verschiedenen Ländern und Kontinenten zu raschen Ergebnissen beiträgt. Beides dient der Vorbeugung zukünftiger Infektionen und dem Wohl der niederländischen Krankenhauspatienten“, resümiert Grundmann.

(Universität Münster, 16.08.2011 – NPO)

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