Abgeschlossenes Projekt: Erweiterte Diagnostik der Antibiotikaresistenz

Viele diagnostische Tests benötigen Blutproben (Symbolbild).

Bei der Behandlung einer Infektion ist es entscheidend, frühzeitig festzustellen, ob und welche Antibiotikaresistenzen die Erreger aufweisen. Denn damit können Antibiotika optimal eingesetzt werden, was zu geringerer Mortalität und weniger neuen Resistenzen führt. In der aktuellen klinischen Praxis werden vor allem mikrobiologische Tests genutzt, weil sie viele der in Erregern vorliegenden Resistenzgene zuverlässig erkennen. Patrice Nordmann und Forschende der Universität Freiburg haben nun verschiedene neue Tests für die Diagnose von Antibiotikaresistenzen entwickelt. Dabei konzentrierten sie sich vor allem auf schwer zu behandelnde multiresistente Bakterien in der Humanmedizin, darunter Krankenhauskeime wie Enterobacteriaceae, Acinetobacter baumannii und Pseudomonas aeruginosa . Einige der neu entwickelten Tests eignen sich auch für den Einsatz in der Veterinärmedizin.

Unterschiedliche Methoden je nach Erreger

Eines der Hauptziele der Forschenden war die Verkürzung des für die Resistenzdiagnose benötigten Zeitraums. Bei vielen der herkömmlichen Tests vergehen mindestens 24 Stunden, bis das Ergebnis nach der Probenahme beim Patienten vorliegt. Patrice Nordmann und sein Team konnten diesen Zeitraum bei mehreren ihrer neuen Tests stark verkürzen: Indem sie die Testmethode speziell an das jeweilige Bakterium anpassten, ergeben mehrere ihrer Tests bereits nach 30 Minuten bis maximal drei Stunden Resultate.

Einige der neu entwickelten Tests basieren auf biochemischen Methoden: Diese können einzelne, von bestimmten antibiotikaresistenten Bakterien produzierte Substanzen direkt in Blut-, Urin- und anderen Proben feststellen. Einer der Tests erkennt beispielsweise im Urin die Substanz Nitrocefin, die von Bakterien produziert wird, die gegen Amoxicillin und Schmalspektrum-Beta-Laktam-Antibiotika resistent sind. Somit kann dieser Test in der Point-of-Care-Diagnostik zur Feststellung von Harnwegsinfektionen eingesetzt werden. Zurzeit verbessern die Forschenden die Sensitivität des Tests, damit er mit noch grösserer Verlässlichkeit erkennt, wenn der Erreger vorhanden ist. Danach soll er für die Markteinführung vorbereitet werden. Andere im Rahmen dieses Projekts entwickelte Tests sind bereits zugelassen. Mit ihnen können antibiotikaresistente Pseudomonas aeruginosa und Acinetobacter baumannii (Polymyxin-Resistenz) sowie bestimmte Enterobakterien (Rapid ESBL NP, Diagnose von Extended-Spectrum Beta-Laktamasen) erkannt werden.

Marktzulassung für mehrere Tests

Die Forschenden haben zudem Tests auf den Markt gebracht, die kulturbasierte Methoden nutzen. Dabei werden die Bakterien zunächst aus den Proben isoliert und dann auf ein Nährmedium aufgebracht, in dem sie sich rasch vermehren. Sind genügend Bakterien vorhanden, werden entweder die Erreger selbst oder ihre Stoffwechselprodukte analysiert, um Informationen über Resistenzen zu gewinnen. Die herkömmlichen Tests, die sich dieser Methode bedienen, sind relativ zeitaufwändig. Doch in jüngerer Zeit ist es gelungen, die Vervielfältigung verschiedener Bakterienarten durch den Einsatz speziell angepasster Nährmedien signifikant zu beschleunigen.

Weniger erfolgreich hingegen war das Team mit Tests, die mit immunologischen Methoden arbeiten. Bei diesen werden künstliche Antikörper und Antigene eingesetzt, die nur an ganz bestimmten Rezeptoren eines Krankheitserregers binden. Ist ein solcher Erreger in einer Blut-, Urin- oder anderen Probe vorhanden, lässt sich eine entsprechende Reaktion beobachten. Allerdings waren die von den Forschenden getesteten Antikörper nicht spezifisch genug, sodass die Ergebnisse zu oft falsch positiv ausfielen: Die Tests lieferten häufig auch dann ein positives Resultat, wenn das gesuchte antibiotikaresistente Bakterium in der Probe gar nicht vorlag.

Doch mit mehreren erfolgreich in die klinische Praxis eingeführten neuen Resistenztests ist das Projekt von Patrice Nordmann und seinem Team sehr erfolgreich. Die Tests unterstützen den verantwortungsvollen Umgang mit Antibiotika – eine wesentliche Voraussetzung für die Eindämmung von Antibiotikaresistenzen – und tragen dazu bei, dass multiresistente Bakterien schneller erkannt werden und ihre Verbreitung vor allem in medizinischen Einrichtungen eingeschränkt wird.

Stand: Mai 2022

• Projekt: Erfolgreiche Diagnostikmethoden ausweiten