Neuer Mikrochip ermöglicht breite Überwachung von Antibiotikaresistenzen

Ein Forschungsteam im Nationalen Forschungsprogramm "Antibiotikaresistenz" hat erstmals einen einfachen, kostengünstigen Mikrochip entwickelt, mit dem grampositive Bakterien innert Kürze auf alle bekannten übertragbaren Antibiotikaresistenzen getestet werden können. Der neue Tests ist für eine schnelle und gezielte Behandlung von bakteriellen Infektionen und die breite Überwachung von Antibiotikaresistenzen von großer Bedeutung.

Wenn Antibiotika bei schwer kranken Menschen versagen, stehen Leben auf dem Spiel. Verschiedene Bakterienstämme haben bereits eine Resistenz gegen Antibiotika entwickelt, sind also unempfindlich gegen einzelne oder mehrere Medikamente geworden und verursachen schwer zu behandelnde Erkrankungen. Es ist deshalb wichtig, dass die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen überwacht werden kann.

Nun hat ein Forschungsteam im Nationalen Forschungsprogramm "Antibiotikaresistenz" (NFP 49) zusammen mit der deutschen Firma "Clondiag Chip Technologies GmbH" einen Mikrochip entwickelt, der Bakterien auf alle bekannten übertragbaren Resistenzgene hin testet. Das Team um Vincent Perreten und Joachim Frey vom Institut für Veterinärbakteriologie der Universität Bern hat seine Arbeit kürzlich im "Journal of Clinical Microbiology" publiziert. Bisher existiert weltweit kein vergleichbares System.

Der neue Mikrochip ist kostengünstiger, schneller und weniger arbeitsintensiv als bisherige Methoden. Er erfasst alle 90 bei grampositiven Bakterien bekannten Resistenzgene gleichzeitig. Bis jetzt konnten Bakterien nur in aufwändigen Einzeltests auf einzelne Resistenzen geprüft werden, was Tage dauerte. Ein Mikrochip-Test hingegen braucht nur wenige Stunden. Zudem hat der neue Mikrochip den Vorteil, dass er so genannt stille Gene sichtbar macht, die noch nicht aktiv geworden sind und deshalb mit den Wachstumstests nicht erkennbar waren (Wachstumstests prüfen, ob Bakterienkolonien auf Antibiotika ansprechen oder nicht).

Die Mikrochip-Technologie, auch DNA-Microarray-Technologie genannt, wird bereits für viele DNA-Tests eingesetzt. Für den Antbiotikaresistenz-Chip hat Vincent Perreten sämtliche in der wissenschaftlichen Literatur bekannten Antibiotikaresistenzgene von grampositiven Bakterien zusammengesucht und passende, kurze Gegenstücke dazu entworfen. Diese Gegenstücke werden nun in winzigen Punkten auf den Mikrochip aufgetragen. Die DNA eines zu testenden Bakterienstamms wird isoliert, vermehrt, mit einem Farbstoff markiert und auf den Mikrochip aufgetragen. Enthält die DNA ein Antibiotikaresistenzgen, das zu einem Gegenstück passt, so bleibt sie am entsprechenden Punkt kleben. Die angefärbten Punkte werden von einer Kamera registriert und an einen Computer geschickt, der das Resistenzmuster des Bakterienstamms auswertet und in eine Datenbank füttert.

Quelle: Schweizerischer Nationalfonds (SNF)