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 Welche Auswirkungen hat die Digitalisierung der Industrieproduktion auf Jobs und Umweltschutz?
16.05.2017 | Institute for Advanced Sustainability Studies e.V.

nachricht Klimawandel: ungeahnte Rolle der Bodenerosion
11.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften