Mit Höchstgeschwindigkeit Bakterien identifizieren

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Nicole Strittmatter, Wei Chen
Prof. Nicole Strittmatter (l.) und Erstautorin Wei Chen stehen mit einer Gewebeprobe vor dem Massenspektrometer. © Robert Reich / TUM
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In der Regel dauert die Identifizierung bakterieller Erreger mehrere Tage: Erreger müssen isoliert und Kulturen angelegt werden. Doch das könnte dank einer neuen Entwicklung der Vergangenheit angehören. Mittels eines innovativen Ansatz der Massenspektrometrie können Erreger innerhalb weniger Minuten anstelle von Tagen identifiziert werden.

Dank des neuen Ansatzes können die Bakterien direkt in Stuhl- oder Gewebeproben identifiziert werden. Ein enormer Vorteil, denn durch eine schnellere Diagnostik kann auch die Therapie früher beginnen. Die Basis ist eine Datenbank, in der bereits 232 wichtige Bakterienspezies und ihre Stoffwechselprodukte aufgenommen worden sind. Dazu gehören klinisch bedeutende Erreger, die für Lungen- und Hirnhautentzündungen verantwortlich sind, Magenkrebs auslösen können sowie mit Frühgeburten in Verbindung stehen oder auch Gonorrhö oder Blutvergiftungen auslösen können.

Datenbank bakterieller Erreger inkl. Stoffwechselprodukte

Aus den gelisteten Bakterien und ihren Stoffwechselprodukten leiten sich Biomarker ab, die zur direkten Detektion der jeweiligen Bakterien in den Proben benutzt werden können. „Unser innovativer Ansatz besteht darin, nicht direkt nach den krankmachenden Bakterien zu suchen, sondern lediglich nach ihren Stoffwechselprodukten. Das ermöglicht uns einen indirekten, aber sehr viel schnelleren Nachweis“, erläutert Erstautorin Wei Chen. 

Auch für die personalisierte Medizin bietet die Datenbank eine große Chance. Dr. Nicole Strittmatter, Professorin für analytische Chemie der Technischen Universität München, sieht darin ein zentrales Zukunftsthema der Biotechnologie und Medizin: „Durch zielgenaue Interventionen lässt sich die Chance auf einen Behandlungserfolg dramatisch verbessern. Als Analytiker entwickeln wir für die Mediziner hierfür moderne Werkzeuge und Methoden.“

Um einen regelmäßigen Einsatz in der klinischen Praxis möglich zu machen, gilt es nun, die Datenbank zu vergrößern und mit weiteren bakteriellen Erregern inklusive ihrer Stoffwechselprodukte zu erweitern. Mehr als 1.400 Erreger sind den Forschenden bekannt und beschrieben. Deren spezifische Stoffwechselprodukte gilt es nun zu erfassen und in die Datenbank aufzunehmen.

Literatur:
Chen, W., Qiu, M., Paizs, P. et al.: Universal, untargeted detection of bacteria in tissues using metabolomics workflows. Nat Commun 16, 165 (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55457-7.

Quelle: idw

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