Mit optischen Verfahren gegen gefährliche Keime

Die vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekte FastDiagnosis und Ramadek zeigen auf der Fachmesse „Laser World of Photonics“ in München vom 23. bis 26. Mai, wie ein schneller optischer Nachweis gefährlicher Krankheitserreger in Zukunft Leben retten kann.

Jährlich sterben etwa 40.000 Patienten an den Folgen einer Sepsis, das sind über 50 Prozent aller Erkrankten. Sepsis betrifft mehr Menschen als Brust- oder Prostatakrebs, und verursacht immense Kosten: allein in Deutschland jährlich bis zu acht Milliarden Euro. Nur wenn die Ärzte schnell die richtige Therapie einleiten, können sie das Leben der Patienten retten. Bisher kostet es viel Zeit, die Erreger eindeutig zu bestimmen. Häufig ist es für eine geeignete Behandlung dann bereits zu spät. Ein neues, schnelleres Diagnoseverfahren auf Basis optischer Technologien verspricht Abhilfe.

Der Verbund „FastDiagnosis“, bestehend aus Ärzten, Forschern und Unternehmen, entwickelt ein optisches Verfahren weiter, das den Zeitaufwand für die Bestimmung von Bakterien in Körperflüssigkeiten von bisher über einem Tag auf wenige Minuten reduziert. Die neue Diagnostik soll routinemäßig direkt vor Ort am Krankenbett oder in der Notaufnahme zum Einsatz kommen.

Zentrales Werkzeug für die Analyse der Proben ist der „BioPartikelExplorer“ des Berliner Analysetechnik-Hersteller rap.ID. Das am Jenaer Institut für Photonische Technologien (IPHT) und an der Friedrich-Schiller-Universität Jena entwickelte neuartige Gerät misst mit Hilfe der Raman-Spektroskopie in Sekundenschnelle den charakteristischen „molekularen Fingerabdruck“ eines Krankheitserregers. Es erkennt einzelne Keime und kommt ohne die langwierige Kultivierung der Probe aus. Zusätzliche Analysen helfen, eine Sepsis eindeutig zu erkennen und mögliche Resistenzen eines Bakteriums gegenüber Antibiotika zu bestimmen.

Die Raman-Spektroskopie als Detektionsmethode kommt ebenfalls bei dem Verbundprojekt Ramadek zum Einsatz. Aufgrund ihrer Schnelligkeit und Zuverlässigkeit bringt sie für die lückenlose Überwachung von sensiblen Prozessen in der Herstellung von Arznei- und Lebensmitteln entscheidende Vorteile. Im Gegensatz zu herkömmlichen mikrobiologischen Tests, ermöglicht die Ramadek-Methode die Kontrolle der Keimbelastung in geschlossenen Reinräumen oder Operationssälen in Echtzeit. Die Verknüpfung der zahlreichen Teilaufgaben wie Probenentnahme und Probenhandhabung, optische Detektion, Identifikation, Steuerung und Datenverarbeitung, ist für die beteiligten Wissenschaftler eine komplexe Herausforderung.

Quelle: Presseinformation des Forschungsschwerpunkts Biophotonik, München, 11. Mai 2011.