Infektionskrankheiten besser erkennen und Leben retten

Fabian Peters
Neues Verfahren zur Diagnose von Infektionskrankheiten
Jährlich sind Infektionskrankheiten Ursache für Millionen Todesfälle weltweit, wobei ein großer Teil dieser Infektionen durch sogenannte Biofilm-Infektionen verursacht wird, die bislang schwer diagnostizierbar bleiben, berichtet das Deutsche Herzzentrum Berlin. Mit einer neuen Methode könnten hier in Zukunft die Diagnosemöglichkeiten – und damit auch die Behandlungsmöglichkeiten – deutlich verbessert werden.

Infektionskrankheiten zählen zu den zehn häufigsten Todesursachen in Europa und viele dieser Erkrankungen gehen auf sogenannte Biofilm-Infektionen zurück. Die Diagnose gestaltet sich in solchen Fällen bislang äußerst schwierig. In dem Verbundprojekt iSOLID, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird, soll nun „die schnelle und sichere Erkennung solcher Infektionen mit Hilfe digitaler Bilddiagnostik“ erforscht werden. Auch Empfehlungen zu geeigneten Therapien sind Ziel des Verbundprojektes.

Bakterien können sich in sogenannten Biofilmen an verschiedenen Stellen im Körper sammeln und anschließend zu schweren Infektionskrankheiten führen. Die Diagnose dieser Biofilm-Infektionen gestaltet sich bislang äußerst schwierig. (Bild: royaltystockphoto/fotolia.com)

Biofilm-Infektionen besonders schwer erkennbar
In dem Verbundprojekt iSOLID (Integrated Solutions for Infection Detection) arbeiten das Biofilmzentrum des Deutschen Herzzentrums Berlin, das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, die HB Technologies AG und die CHILI GmbH gemeinsam an neuen Lösungen bei der Diagnose der Biofilm-Infektionen. Anhand digitaler Bilddiagnostik sollen die Infektionen schneller und sicherer diagnostizierbar werden. Die Biofilm-Infektionen sind für einen erheblichen Anteil der schweren Infektionskrankheiten verantwortlich, doch bislang gebe es zu deren Nachweis und gezielter Therapie keine geeignete diagnostische Methoden, berichtet das Deutsche Herzzentrum Berlin.

FISH-Verfahren zur Erkennung der Bakterien
Als Diagnoseverfahren nutzen die Forscher die sogenannte „Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung“ (FISH), welche auf fluoreszenzmarkierten DNA-Sonden beruht und laut Aussage der Experten die Vorteile von Molekularbiologie, Fluoreszenzmikroskopie und Histologie vereint. So soll die spezifische Diagnose der Infektionskrankheiten, die auf Biofilme zurückgehen, ermöglicht werden. „Dank der FISH-Untersuchung werden Biofilme erstmals routinemäßig mikroskopisch sicht- und nachweisbar“, betont Dr. Annette Moter vom Deutschen Herzzentrum Berlin. Mit der Methode können die an der Infektion beteiligten Bakterien aufgespürt und identifiziert werden, sodass zeitnah eine spezifische Therapie eingeleitet werden kann, berichtet die Expertin weiter. Ein schneller und spezifischer Nachweis von Erregern sei essentiell für die korrekte Wahl der Antibiotika-Therapie.

Entwicklung neuer Präventions- und Behandlungsmethoden
Zwar ist das FISH-Verfahren bereits bekannt, doch basiert dies auf sehr großen Bilddatenmengen, deren Analyse sich aufwändig und komplex gestaltet. In dem aktuellen Verbundprojekt soll daher eine digitale Methode der Bildanalyse zur automatischen Detektion und Quantifizierung von Mikroorganismen entwickelt werden. Auch die „Workflow-Integration und Probenhandling-Lösung zur quantitativen Analyse von Biofilmen zur Entwicklung neuer Präventions- und Behandlungsmethoden“ sind Ziel des Projektes. Mit Hilfe eines intuitiv bedienbaren Bildkommunikations- und Archivsystems (PACS) sollen alle relevanten Bilddateien schnell und sicher gespeichert und bearbeitet werden können, berichtet das Deutsche Herzzentrum Berlin.

Zunächst ist nun vorgesehen, die angestrebten Verfahren im Rahmen des iSOLID-Verbundprojektes an klinischen Gewebeproben zu testen und auch den entsprechende Workflow im Rahmen einer diagnostischen Studie zu bewerten. Anschließend sollen strukturelle Möglichkeiten geschaffen werden, um „das FISH-Verfahren routinemäßig überregional und international einzusetzen und damit eine Lücke in der Diagnostik von Infektionskrankheiten zu schließen“, berichten die Wissenschaftler. (fp)