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2013|14 Jahresbericht Fraunhofer IGB

8 0 Bedarf: Rascher Nachweis pathogener Erreger Hefe- und Schimmelpilzinfektionen führen zu schweren Er- krankungen, insbesondere bei immunsupprimierten und In- tensiv-Patienten. Bei einer Mortalitätsrate zwischen 30 und über 80 Prozent spielt der rasche Nachweis des Erregers und seiner Resistenzen eine entscheidende Rolle für den Behand- lungserfolg. Der klassische Erregernachweis mittels kulturba- sierter Methoden (Mikrodilution, Etest® ) kann für Hefen und Schimmelpilze bis zu 14 Tage in Anspruch nehmen. Außerdem ist aus klinischen Studien bekannt, dass die phänotypische Resistenztestung mit einem Fehler von bis zu 15 Prozent be- haftet ist. Oftmals gelingt die Anzucht überhaupt nicht, auch wenn der Patient klinisch eindeutige Symptome aufweist. In diesen Fällen muss eine Verdachtstherapie initiiert werden, die nicht spezifisch auf den Erreger angepasst werden kann. Aus diesem Grund werden für die Erregeridentifikation ver- mehrt molekularbiologische Methoden wie Sequenzierung oder PCR eingesetzt. Diese Methoden sind jedoch nur be- grenzt multiplexfähig. Das heißt, es kann gleichzeitig nur auf wenige einer Vielzahl von im Routinealltag auftretenden Er- regern oder Resistenzen getestet werden (≤ 10 Parameter). So werden mehrere Tests erforderlich, was den Zeitvorteil der Methode schmälert. Microarray als Diagnostik der Wahl Diese diagnostische Lücke kann durch Microarrays geschlos- sen werden, welche die zeitgleiche Untersuchung von bis zu mehreren tausend Parametern erlauben. Bisher werden solche Tests kaum in der Routinediagnostik eingesetzt, unter ande- rem aufgrund eines hohen experimentellen und apparativen Aufwands beim Einsatz von Microarrays. Durch die Verwen- dung von automatisierten Probenvorbereitungsschritten, die den gesamten Testablauf in einem sogenannten Lab-on-a- Chip (LOC) vereinen, kann dieser Aufwand minimiert werden. Ziel: Vollintegriertes Lab-on-a-Chip-System Das Fraunhofer IGB und das Institut für Grenzflächenver- fahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP der Universität Stuttgart entwickeln daher gemeinsam mit Partnern aus der Medizin, Wissenschaft und Industrie im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsvorhabens »FYI-Chip – Fungi Yeast Identification« ein vollintegriertes Lab-on-a-Chip-System (LOC) zur schnellen Bestimmung von Hefe- und Schimmelpilz- infektionen in respiratorischen Sekreten und primär sterilen Körperflüssigkeiten (Liquor, Blut) bei immunsupprimierten Pa- tienten. Hierfür arbeiten die Wissenschaftler des Fraunhofer IGB und IGVP eng zusammen mit der Lübecker Firma Euroim- mun, mit Medizinern des Herz- und Diabeteszentrums Nord- rhein-Westfalen sowie mit Entwicklern der Reutlinger Multi Channel Systems MCS GmbH und der Robert Bosch GmbH, Gerlingen. Ziel ist es, die einzelnen funktionalen Komponen- ten wie die Probenvorbereitung, die Mikrofluidik und die De- tektion der Erreger-DNA in einem vollintegrierten LOC zu ver- einen. FYI-CHIP – NACHWEIS HUMANPATHOGENER HEFE- UND SCHIMMELPILZE IM LAB-ON-A-CHIP Dipl.-Biol. Linda Mayer, Priv.-Doz. Dr. sc. nat. Susanne Bailer, Priv.-Doz. Dr. rer. nat. Steffen Rupp 1 2 MEDIZIN 10 μm

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