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Medizin

Biosensor misst Antibiotikaspiegel über den Atem

Donnerstag, 11. November 2021

Der Mikrofluidik-Multiplex-Biosensor trägt auf einem Polymerfilm befestigte Proteine, die die Antibiotika erkennen./ Patrick Seeger, Universität Freiburg

Freiburg – In Atemproben lässt sich die Konzentration von Antibiotika im Körper bestimmen. Das berichtet ein Wissenschaftlerteam der Universität Freiburg in der Fachzeitschrift Advanced Materials (2021; DOI: 10.1002/adma.202104555).

Der Sensor der Forschungsgruppe um Can Dincer und Ceren Ates, Freiburger Zentrum für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien (FIT), und Wilfried Weber, Professor für Synthetische Biologie und Mitglied im Sprecherteam des Exzellenzclusters CIBSS – Centre for Integrative Biological Signalling Studies, verwendet ein natürliches Rezeptorprotein, mit dem resistente Bakterien das für sie gefährliche Antibiotikum erkennen. Reagiert das Rezeptorprotein auf dem Sensor auf Antibiotika, führt dies letztlich zu einer messbaren Änderung des Stromflusses am Sensor. „Wir schlagen die Bakterien sozusagen mit ihren eigenen Waffen“, beschreibt Weber das Verfahren.

„Bisher konnten Forschende nur Spuren von Antibiotika im Atem nachweisen. Mit unseren synthetischen Proteinen auf einem Mikrofluidikchip, bestimmen wir kleinste Konzentrationen im Atemgaskondensat und diese korrelieren mit den Blutwerten“, erklärt Dincer.

Die Forschenden testeten den Biosensor an Blut, Plasma, Urin, Speichel und im Atem von Schweinen, die Antibiotika erhielten. Sie konnten nach eigenen Angaben nachweisen, dass die Messungen mittels Biosensoren im Plasma der Schweine so zuverlässig sind, wie das Standardlaborverfahren in der Medizin. Der Biosensor des Teams soll eine personalisierte Dosierung der Medikamente gegen Infektionskrankheiten ermöglichen und helfen, die Entwicklung resistenter Bakterienstämme zu verringern.

„Die schnelle Überwachung der Antibiotikawerte wäre in der Klinik von großem Nutzen. Die Methode ließe sich möglicherweise in eine herkömmliche Gesichtsmaske einbauen“, so Ates. Zur Validierung des Antibiotikasensors sind laut der Arbeitsgruppe nun klinische Tests geplant, die das System an mensch­lichen Proben prüfen. © hil/aerzteblatt.de

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