Empa-Forscherin Qun Ren und ihr Team haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Staphylokokken schnell identifiziert werden können, denn eine Sepsis kann lebensbedrohlich sein. Begonnen hat eine Infektion mit den kugelförmigen Bakterien möglicherweise als lokale Hauterkrankung oder Lungenentzündung. Sind die Staphylokokken im Verlauf einer Sepsis einmal in die Blutbahn ausgeschwärmt, kann die Sepsis für die betroffene Person kritisch verlaufen. Daher müssen die Erreger schnellstmöglich identifiziert und passende Antibiotika für die Behandlung zu ausgewählt werden. Ausschlaggebend für die Überlebenschancen der Betroffenen ist dies insbesondere, da Staphylococcus-aureus-Stämme unempfindlich gegen verschiedene Antibiotika sein können. "Wenn für ein Diagnoseverfahren die Bakterien in einer Blutprobe erst vermehrt und angereichert werden müssen, geht wertvolle Zeit verloren", erklärt Qun Ren, Gruppenleiterin am "Biointerfaces"-Labor der Empa in St. Gallen. Qun Ren und Teamkollege Fei Pan haben gemeinsam mit Forschenden der ETH Zürich ein Verfahren mit magnetischen Nanopartikeln entwickelt, die sich an Staphylokokken binden können. Mit Hilfe eines Magnetfeldes lassen sich die Bakterien so spezifisch nachweisen. In einem nächsten Schritt wird die Empfindlichkeit auf Antibiotika mit einem Chemilumineszenz-Verfahren analysiert. Sind resistente Bakterien im Reagenzglas, strahlt die Probe Licht ab. Lassen sich die Keime hingegen mit Antibiotika abtöten, wird kein Licht abgegeben. "Alles in allem dauert der Sepsis-Test rund drei Stunden – im Vergleich zu mehreren Tagen bei einer klassischen Anzucht von Bakterienkulturen", so Fei Pan.

Weitere Anwendung
Das Stäbchenbakterium Pseudomonas aeruginosa kann diverse Krankheiten hervorrufen, darunter Infektionen des Harntrakts z. B. über einen Blasenkatheter bei einem stationären Krankenhausaufenthalt. Auch derartige Infektionen können sich in der Folge zu einer Sepsis entwickeln. Und auch diese Erreger sind häufig resistent gegen diverse Antibiotika. Auch hierfür konnten die Empa-Forschenden einen Test mit Hilfe magnetischer Nanopartikel entwickeln. In Proben mit künstlichem Urin identifizierte das Verfahren die Bakterienart und ermittelte mögliche Resistenzen gegen Antibiotika über eine Chemilumineszenz-Reaktion.

Bislang haben die Forschenden die beschriebene Methode zum Test auf Staphylokokken und Pseudomonas aeruginosa mit Laborproben evaluiert. "In einem nächsten Schritt möchten wir die Sepsis-Tests gemeinsam mit klinischen Partnern validieren, indem wir Proben von Patientinnen und Patienten auswerten", so Empa-Forscherin Qun Ren.