Neue Hochdurchsatztechnologien-Methode beschleunigt die Diagnose des Befalls mit mikrobiellen Erregern

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) haben eine Methode entwickelt, mittels Next-Generation Sequencing und bioinformatischen Auswertungsalgorithmen eine Sepsis innerhalb von 24 Stunden zu diagnostizieren. Ein entsprechender Artikel ist in "Genom Medicine" erschienen. Das Verfahren wird außerdem bei der MEDICA 2016 (14. bis 17. November) in Düsseldorf vorgestellt.

Hochdurchsatztechnologien wie das Next-Generation Sequencing (NGS), haben die Entschlüsselung des kompletten Genoms von Organismen derart beschleunigt, dass die Abgleichnung mit bereits bekannten Gensequenzen in wenigen Stunden erfolgt. Die Fraunhofer-Forscher haben auf Grundlage dieser Technologien eine alternative Diagnoseplattform für Sepsis entwickelt. Dabei identifizieren sie Bakterien, Pilze oder Viren direkt über eine Sequenzanalyse ihres Erbguts (DNA), ohne die Erreger zuvor im Labor kultivieren zu müssen. In einer klinischen Studie in Kooperation mit dem Universitätsklinikum Heidelberg wurde das Diagnoseverfahren schließlich mit Blutproben von Sepsispatienten validiert. Die infektiösen Mikroorganismen wiesen sie dabei durch die Hochdurchsatzsequenzierung von frei im Blut zirkulierender DNA nach (CNAPS - Circulating Nucleic Acids in Plasma and Serum).

"Mit unserem Next-Generation-Sequencing-Diagnoseverfahren konnten wir innerhalb von nur 24 Stunden feststellen, mit welchen Erregern die Patienten infiziert waren", erläutert Kai Sohn, einer der Studienleiter. "Durch die direkte Sequenzierung der DNA einer Blutprobe entfällt der aufwendige Schritt, die Mikroorganismen im Labor zu kultivieren. So können wir auch diejenigen Erreger nachweisen, deren Wachstum unter Laborbedingungen erschwert ist."

Ein weiterer Vorteil: Enthalten die Proben nicht nur DNA von Bakterien, sondern auch von Viren oder Pilzen, werden diese ebenso sequenziert, analysiert und identifiziert. "In der Studie konnten wir beispielsweise einen viralen Erreger als Krankheitserreger eines Patienten identifizieren. Die Blutkultur des Patienten zeigte dagegen ein negatives Ergebnis, weil hier nur Bakterien erfasst werden können", erklärt der Wissenschaftler.

Quelle: Genome Medicine (pdf), Medica/APA

Bildquelle: Fraunhofer IBG