Projektdaten

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Entwicklung eines modularen Multiplex-Nachweissystems zum Plasmid-basierten Antibiotikaresistenzmonitoring (PbR - Plasmid-basierter Resistenznachweis), Modul 1: Sequenzspezifisches "Fischen" von Plasmiden

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Seit ihrer Entdeckung vor über 70 Jahren sind Antibiotika die wichtigste Waffe bei der Behandlung bakterieller Infektionen. Allerdings hat der breite und oft überflüssige Antibiotikaeinsatz sowohl in der Human- und Veterinärmedizin als auch in der Massentierhaltung zu einem rasanten Zuwachs an Antibiotikaresistenzen weltweit geführt. Deshalb wurde die bakterielle Resistenzentwicklung weltweit als ein wichtiges und wachsendes, sowohl wirtschaftliches als auch soziales, wissenschaftliches und politisches Problem für die Gesundheitsversorgung erkannt, was in zahlreichen internationalen und nationalen Strategien zur Bekämpfung der Ausbreitung von multiresistenten Krankheitserregern resultiert. Wichtige Aspekte dieser Strategien sind vor allem eine schnellere Diagnostik und gezieltere Therapie, aber auch eine bessere Überwachung der Epidemiologie. Letzteres wird jedoch unzureichend durch die verfügbaren mikrobiologischen und molekularen Testverfahren abgebildet, da zumeist nur punktuelle Einzelmessungen vorliegen, die keine ganzheitliche Information liefern können. Die Resistenzen bei Gram-negativen Bakterien liegen vor allem auf sogenannten Plasmiden, die schnell auch zwischen nicht artverwandten Bakterien austauschbar sind und so hauptverantwortlich für die schnelle Verbreitung der Resistenzen sind. Diese mobilen DNA-Einheiten besitzen eine vom Trägerorganismus entkoppelte Evolution mit hochkonservierten (Gene für die Replikation und Mobilität) und hochvariablen Bereichen (Resistenzgene, Intergrons, und andere mobile Elemente). Die derzeitigen Nachweissysteme bilden die plasmidale Lokalisation und Epidemiologie der Resistenzen nicht ab. Deshalb ist die Entwicklung eines neuartigen Nachweisverfahrens, welches die Anforderungen eines kostengünstigen Multiplexansatzes zur Plasmidmonitoring erfüllt, Ziel dieses Verbundprojektes. Dabei werden die Expertisen in der Resistenzdiagnostik und Epidemiologie am Institut für Infektionsmedizin und Krankenhaushygiene und die am Leibniz-IPHT zusammen mit SIOS und Mildendo GmbH begonnene Entwicklung eines markierungsfreien DNA-Nachweises (u.a. für Sepsis- bzw. Antibiotikaresistenznachweis) zusammengeführt, um so erstmals ein Monitoring der Resistenzen auf dem Level der Plasmide zu ermöglichen. Dabei sollen die Plasmide über spezifischer Fängersonden aus verschiedenen Medien (Patientenproben, Umweltproben oder Tierproben) angereichert werden und die darin enthaltenen Resistenzgene in einem mikrofluidem System mittel der so genannten lokalisierten Oberflächenplasmonen-Resonanz (LSPR) identifiziert werden.