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Medizin

Test erkennt Antibiotikaresistenz in 30 Minuten

Donnerstag, 10. August 2017

Unterschiedliche Wachstumsgeschwindigkeit in den "Röhrchen"

Uppsala – Schwedische Forscher haben einen Schnelltest für Antibiotikaresistenzen entwickelt. In einer ersten klinischen Prüfung in den Proceedings of the National Academy of Sciences (2017; doi: 10.1073/pnas.1708558114) wurde bei Harnwegs­infektionen die Empfindlichkeit von E. coli auf Ciprofloxacin innerhalb von 30 Minuten zuverlässig erkannt.

Die Bestimmung von Antibiotikaresistenzen ist, wenn sie genau erfolgen soll, zeitaufwendig. Goldstandard sind bakteriologische Tests. Dabei werden die Bakterien nach Zusatz unterschiedlicher Antibiotika in Petrischalen kultiviert. Wächst ein Bakterienrasen, ist dies ein sicheres Zeichen für eine Resistenz. Die Ergebnisse solcher Tests liegen frühestens nach ein bis zwei Tagen vor. Hinzu kommen noch die Transportzeiten zum Labor. So lange können Ärzte bei schweren Infektionen nicht warten. Die Antibiotikatherapie wird in der Regel auf Verdacht „empirisch“ begonnen, um bei einer Resistenz auf ein anderes Antibiotikum zu wechseln.

Schneller sind Gentests. Sie weisen bestimmte Mutationen im Erbgut der Bakterien nach, die für die Resistenzentwicklung verantwortlich sind. Diese Tests setzen aber voraus, dass der Arzt weiß, nach welchen Genen er suchen muss. Kommt es zu einer erneuten Mutation der Bakterien, liefert der Test oft falsch-negative Ergebnisse. 

Der Test, den Forscher der Universität Uppsala entwickelt haben, basiert auf der Untersuchung einzelner Bakterien. Diese werden in kleine Röhrchen geladen, deren Durchmesser nur wenig größer sind als die Bakterien (der Durchmesser der Röhrchen lässt sich verstellen und auf unterschiedliche Bakterien anpassen). Jeder Assay enthält eine Vielzahl von Röhrchen. Am Ende jedes Röhrchens ist eine Engstelle, die das Bakterium nicht passieren kann. Wenn die Bakterien sich vermehren, stapeln sich die Bakterien. Er „Zellpegel“ in den Röhrchen steigt ab. 

Für die Resistenztests werden die Röhrchen mit den einzelnen Antibiotika versetzt. Sensible Erreger sterben ab. Dann bilden sich keine „Zellpegel“, bei einer Resistenz kommt es zu einem weiteren Wachstum. Es handelt sich deshalb um einen bakteriologischen Test, der klinisch relevante Informationen liefert. 

Der Test könnte auf der Krankenstation oder in der Arztpraxis durchgeführt werden. Die Befüllung der Röhrchen aus einem zentralen Reservoir ist laut Johan Elf von der Universität Uppsala einfach. Die Geschwindigkeit, mit der sich die einzelnen Bakterien in den „Zellfallen“ der Röhrchen festsetzen, könnte bei Harnwegsinfektionen sogar einen Hinweis über die Anzahl der Bakterien in der Urinprobe liefern, berichtet der Zellbiologe.

In einem ersten Test wurden die Assays mit uropathogenen E. coli- Bakterien aus 49 Isolaten gefüllt, die von Patienten mit Harnwegsinfektionen stammten. Bei den Bakterien, die gegen Ciprofloxacin resistent waren, blieb die Wachstumsge­schwin­digkeit während der 30-minütigen Beobachtung konstant. Bei den auf Ciprofloxacin empfindlichen Bakterien kam es dagegen zu einem Rückgang der Wachstums­geschwindigkeit.

Die Forscher haben bereits eine Firma gefunden, die den Test in den nächsten Jahren auf den Markt bringen will. © rme/aerzteblatt.de

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Staphylococcus rex
am Samstag, 12. August 2017, 11:40

Der Teufel steckt im Detail

Letztendlich handelt es sich hier um eine in vitro-Resistenztestung, ähnlich wie in den Systemen VITEK oder Phoenix, nur in einem miniaturisierten Ausgabe und mit einer verkürzten Inkubationsdauer.

Das bedeutet aber auch, alle Limitierungen, die für VITEK oder Phoenix gelten, sind auch hier relevant. Bei einer Mischkultur kann man im Röhrchen nicht sicher sagen, welcher Erreger gerade gemessen wurde. Auch benötigen unbehandelte Bakterien gelegentlich einige Zeit, bis sie mit dem Wachstum beginnen. Eine auf künstliche Nährböden adaptierte Reinkultur ist nicht vergleichbar mit einem Originalmaterial. Von einer Schnelltestung "auf der Krankenstation oder in der Arztpraxis" kann ich daher nur kategorisch abraten.

Interessant ist dagegen die Frage, wie sich ein derartiges Testsystem im regulären mikrobiologischen Labor schlägt. Bei gut unterscheidbaren Einzelkolonien haben wir am Folgetag die Identifizierung mittels MALDI-TOF, brauchen aber noch einen weiteren Tag für die Resistenztestung. Die bisherigen Systeme VITEK und Phoenix arbeiten auch mit Wachstumskinetiken, brauchen aber dafür meist um die 8 Stunden, und dann ist der Arbeitstag schon vorbei. Und bei Mitteln wie Meronem darf nicht die Kinetik gemessen werden, sondern nur der Endpunkt, da dauert die Testung sogar 24 Stunden. Bei EUCAST sind die technischen Rahmenbedingungen sehr genau definiert und da würde es mich schon interessieren, wie ein Vergleich dieses neuen Systems mit den herkömmlichen Systemen aussieht.

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