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 Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave
02.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Europaweite Studie zu Antibiotikaresistenzen in Krankenhäusern
18.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: 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