Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Diagnosetechnik: Genom des EHEC-Erregers erstmals direkt aus Patientenmaterial rekonstruiert

10.04.2013
Medizinische Mikrobiologen des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) haben zusammen mit britischen Wissenschaftlern sowie Mitarbeitern des Biotechnologieunternehmens Illumina die komplette Genomsequenz des Erregers der EHEC-Epidemie von 2011 direkt aus Stuhlproben infizierter Patienten rekonstruiert.

Diese als diagnostische Metagenomik bezeichnete Technik könnte einen Paradigmenwechsel in der Infektionsdiagnostik bedeuten, schlussfolgern die Wissenschaftler um Prof. Dr. Martin Aepfelbacher. Sie ermöglicht die Identifizierung und umfangreiche Charakterisierung von Infektionserregern ohne die üblicherweise erforderliche Anzüchtung im Labor.

Die Studienergebnisse erscheinen am Mittwoch, 10. April, in einer Sonderausgabe der renommierten medizinischen Zeitschrift JAMA¹.

Der EHEC-Ausbruch im Frühsommer 2011, verursacht durch das STEC O104:H4 genannte Bakterium der Gattung Escherichia coli, hat gezeigt, welchen enormen Schaden eine Infektionsepidemie auch in einer modernen, hochindustrialisierten Gesellschaft anrichten kann. Damals wurden mehr als 3000 Menschen infiziert, über 50 davon starben und vermutlich hunderte leiden noch heute an den Nachwirkungen. „Während einer solchen Epidemie hängen der Umgang mit den einzelnen Krankheitsfällen sowie die weitere Ausbreitung des Erregers entscheidend davon ab, wie schnell der Ausbruchstamm identifiziert und charakterisiert werden kann“, erklärt Prof. Aepfelbacher, Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Virologie und Hygiene.

Bisher mussten bakterielle Krankheitserreger vor der eingehenden Analyse zunächst im Labor kultiviert und in Reinform dargestellt werden. „Bei einigen Erregerarten ist bereits diese Anzucht langwierig oder gar unmöglich; in anderen Fällen wird die Identifikation von Ausbruchsstämmen durch das Fehlen von Standardtests zur Feintypisierung erschwert“, erläutert der Mikrobiologe Dr. Martin Christner.

In der aktuellen Studie wurden sogenannte metagenomische Verfahren erstmals zur Untersuchung eines Ausbruchs mit einem bakteriellen Erreger verwendet. Dabei kamen modernste Sequenziertechniken und eigens entwickelte bioinformatische Methoden zum Einsatz. Für die retrospektive Analyse wurden 45 Stuhlproben von Patienten des EHEC-Ausbruchs aufgearbeitet und sequenziert. Die erhaltenen DNA-Sequenzen wurden auf Gemeinsamkeiten hin untersucht und mit Sequenzen aus Stuhlproben gesunder Probanden verglichen. Prof. Aepfelbacher: „Auf diese Weise konnten spezifische DNA-Abschnitte, die auf den Ausbruchsstamm hinweisen, in den komplexen Stuhlmetagenomen identifiziert werden. In den meisten Proben wurden dabei vielfache Kopien des gesamten genetischen Materials von STEC O104:H4 gefunden.“ Mit Hilfe der DNA-Analysen konnten zudem in einigen Patientenproben, bei denen kein STEC O104:H4 gefunden wurde, andere Durchfallerreger wie Clostridium difficile, Campylobacter jejuni oder Salmonella enterica nachgewiesen werden.

„Diese Forschungserfolge belegen das beachtliche Potential der Metagenomik als ergebnisoffenes, kulturunabhängiges Verfahren zur Identifizierung und Charakterisierung bakterieller Infektionserreger“, erklärt Prof. Aepfelbacher. Sein Kollege Dr. Martin Christner ist überzeugt, dass „die derzeit zu beobachtende rasante Weiterentwicklung von Sequenziertechnologien mit großer Wahrscheinlichkeit nicht nur die Geschwindigkeit und Sensitivität der beschriebenen Verfahren erhöhen, sondern auch die Kosten soweit reduzieren wird, dass ein Einsatz im klinischen Routinebetrieb möglich wird.“

Kontakt:
Prof. Dr. Martin Aepfelbacher,
Dr. Martin Christner
Institut für Medizinische Mikrobiologie, Virologie und Hygiene
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Martinistr. 52
20246 Hamburg
E-Mail: m.aepfelbacher@uke.de; m.christner@uke.de
Telefon: (040) 7410-53150

Literatur:
¹Loman et al., A Culture-Independent Sequence-Based Metagenomics Approach to the investigation of an Outbreak of Shiga-Toxigenic Escherichia coli O104:H4, JAMA. 2013; 309(14):1502-1510; Available pre-embargo to the media at http://media.jamanetwork.com)

Christine Jähn | idw
Weitere Informationen:
http://www.uke.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Tabakrauchen verkalkt Arterien stärker als reiner Cannabis-Konsum
11.04.2018 | Universität Bern

nachricht »Zweites Leben« für Smartphones und Tablets
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics