Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bewegliche Resistenzen: Eine neue Dimension von Krankenhaus-Infektionen

04.12.2014

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF) konnten die Ausbreitung eines „Multiresistenz-Plasmides“ in einem Krankenhaus nachweisen. Hierbei handelt es sich um ein bewegliches genetisches Element, das die Resistenz gegen bestimmte Antibiotika auf unterschiedliche Bakterien überträgt. Dieser Mechanismus kann das Risiko für schwer einzudämmende Infektionsausbrüche in Krankenhäusern erhöhen.

Multiresistente Bakterien, gegen die verschiedenste Antibiotika machtlos sind, stellen Ärzte und Gesundheitsbehörden in Deutschland immer häufiger vor kaum lösbare Probleme. Für Krankenhaus-Infektionen spielen neben den bekannten Staphylococcus-aureus-Stämmen zunehmend multiresistente gramnegative Bakterien – Enterobacteriaceen – eine wichtige Rolle.


Enterobacteriaceen zunehmend ein Problem

Institut für Medizinische Mikrobiologie, JLU Gießen

Bei einem aktuellen Ausbruch in einem hessischen Krankenhaus konnten DZIF-Wissenschaftler aus Gießen gehäuft verschiedene gramnegative Bakterien nachweisen, die gegen Carbapenem resistent waren. Carbapeneme sind breit wirksame Antibiotika, die als Reserveantibiotika in Notfällen zum Einsatz kommen.

Die Forscher identifizierten bei diesen Stämmen ein bewegliches genetisches Element, ein Plasmid, das für die Resistenz verantwortlich ist. Dieses neu entdeckte Multiresistenzplasmid kann auf unterschiedliche Keime übertragen werden und stellt somit eine ganz neue Dimension für Ausbrüche dar. Bei einer Infektion mit neu auftretenden Carbapenem-resistenten Erregern kann eine ausweglose Situation entstehen, in der es keine Behandlungsoption mehr gibt.

„Genau an diesem Punkt setzen die Aktivitäten der Forschungseinheit „Kranken-hauskeime und Antibiotika-resistente Bakterien“ des DZIF an“, erklärt Prof. Dr. Trinad Chakraborty, Ko-Koordinator der Forschungseinheit und Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie in Gießen.

Dabei konzentrieren sich die Arbeiten im DZIF auf ein verbessertes Hygienemanagement, um die Weiterverbreitung multiresistenter gramnegativer Bakterien einzudämmen und Strategien zur Bekämpfung neu auftretender Infektionen und Resistenzen zu entwickeln.

Die DZIF-Bioinformatik am Standort Gießen ist in der Lage, Genomsequenzierungs-Daten zu analysieren und schnell und präzise die verantwortlichen Resistenzgene, die möglichen Übertragungsmechanismen und die Ausbruchsstämme zu identifizieren. Im Mittelpunkt steht dabei die Untersuchung beweglicher genetischer Elemente, z. B. von Plasmiden.

Bei dem aktuellen Ausbruch 2014 in Hessen konnten die Wissenschaftler gehäuft verschiedene gramnegative Bakterien (Citrobacter freundii, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli, Klebsiella oxytoca u.a.) nachweisen, die aufgrund ihrer Resistenz gegen Carbapeneme (KPC-2) als sog. 4MRGN-Erreger klassifiziert wurden. Dazu zählen die multiresistenten gramnegativen Bakterien mit Resistenzen gegen Acylureidopencilline, Cephalosporine der 3. und 4. Generation, Carbapeneme und Fluorchinolone.

Die in diesem Fall ungewöhnlich breite Speziesverteilung bei gleichem Resistenzmuster machte die Anwesenheit eines extrem beweglichen genetischen Resistenzelementes wahrscheinlich. Zur Überprüfung wurden 21 repräsentative KPC-2-positive Stämme in der Medizinischen Mikrobiologie der JLU Gießen sequenziert.

Die anschließende bioinformatorische Auswertung der Daten konnte das blaKPC-2-Gen auf einem bestimmten Plasmid lokalisieren, das bei jedem der untersuchten Isolate vorhanden war. Dies beweist, dass die Häufung der Carbapenemase-exprimierenden Bakterien kein Zufall war, sondern durch die rasante Ausbreitung eines spezifischen Resistenz-Plasmids verursacht wurde.

Diese Untersuchung beschreibt weltweit erstmals den nosokomialen – im Krankenhaus erworbenen – Ausbruch eines Carbapenemase tragenden beweglichen genetischen Elements. Die Carbapenemase ist ein Enzym, das Carbapeneme unwirksam macht und damit Resistenz gegen dieses Antibiotikum verleiht. Ein Multiresistenz-Plas-mid, das auf unterschiedliche Keime übertragen werden kann, tritt somit an die Stelle der Verbreitung eines klassischen resistenten Krankenhauskeims.

Besonders gefährlich kann es werden, wenn ein solches Plasmid auf pathogene Keime wie Escherichia coli oder Klebsiella pneumoniae übertragen wird. Die Infektion mit einer Kombination aus krankmachendem Erreger und Antibiotikaresistenz kann möglicherweise nicht mehr therapiert werden. Eine weitere kaum abschätzbare Bedrohung entsteht, wenn ein genesener Patient die multiresistenten Erreger mit nach Hause nimmt. Das Risiko für seine Umgebung, Familie und Kollegen ist kaum abschätzbar.

Die im Institut für Medizinischen Mikrobiologie in Gießen vorhandene Infrastruktur sowie die erfolgreiche Zusammenarbeit mit den Landes- und Bundesbehörden, dem Nationalen Referenzzentrum (NRZ) für gramnegative Krankenhauserreger und dem RKI ermöglichte es weltweit erstmalig, die epidemiologischen Zusammenhänge noch während des Ausbruchsgeschehens innerhalb weniger Tage aufzuklären.

Auf diese Weise konnte die Quelle schnell identifiziert und der Ausbruch beendet werden. In Zusammenarbeit mit dem NRZ wurde hierzu außerdem eine spezifische diagnostische PCR-Methode entwickelt und bestätigt, um weitere Ausbrüche schnell und effektiv erkennen und bekämpfen zu können. „Dieses Beispiel illustriert eindrucksvoll die Möglichkeiten der molekularen Epidemiologie im DZIF“, unterstreicht Chakraborty.

Laut DZIF-Sprecher Prof. Dr. Martin Krönke hat sich die schleichende Ausbreitung multiresistenter Erreger in Deutschland inzwischen zu einer Bedrohung unbekannten Ausmaßes entwickelt. Diese Entwicklung wird das Öffentliche Gesundheitswesen in Zukunft vor große Probleme stellen.

Aktuelle Publikation
Yao Y, Imirzalioglu C, Hain T, Kaase M, Gatermann S, Exner M, Mielke M, Hauri A, Dragneva Y, Bill R, Wendt C, Wirtz A, Domann E, Chakraborty T.
Complete Nucleotide Sequence of a Citrobacter freundii Plasmid Carrying KPC-2 in a Unique Genetic Environment
Genome Announc. 2014 Nov 13;2(6). pii: e01157-14. doi: 10.1128/genomeA.01157-14.

Kontakt
Prof. Dr. Trinad Chakraborty
T +49 641-99-41250
E-Mail: trinad.chakraborty@mikrobio.med.uni-giessen.de

Im Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) entwickeln bundesweit rund 200 Wissenschaftler aus 32 Institutionen gemeinsam neue Ansätze zur Vorbeugung, Diagnose und Behandlung von Infektionskrankheiten. Einer der Schwerpunkte ist die Forschung zu Krankenhauskeimen und antibiotikaresistenten Bakterien. Mehr Informationen finden Sie unter www.dzif.de 

Karola Neubert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie