Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schneller Nachweis sepsiserregender Pilze

23.12.2016

Im Rahmen des Forschungsprojekts ImSpec entwickelten Forscher des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT), Intensivmediziner des Universitätsklinikums Jena (UKJ/CSCC) und Partner aus der Industrie eine Nachweismethode mit der krankheitserregende Pilze zukünftig schneller und zuverlässiger identifiziert werden können. Integriert in ein neues optisches Analysesystem können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit dem Sepsis-Chip mehrere Pilzerreger in Patientenproben parallel nachweisen und charakterisieren.

Eine - umgangssprachlich Blutvergiftung genannte - Sepsis verläuft oft tödlich, wenn sie nicht früh erkannt und schnell behandelt wird. Eine Ursache für die lebensbedrohliche Sepsis ist eine Infektion durch krankheitserregende Keime, wie Bakterien oder bestimmte Pilze. Besonders Krankenhauspatienten mit geschwächtem Immunsystem, wie leukämiekranke Krebspatienten nach einer Chemotherapie und Menschen nach einer Organ- oder Knochenmark-Transplantation, erkranken an einer Pilzsepsis.


Optisches Analysesystem zum parallelen Nachweis sepsisrelevanter Pilzerreger.

Quelle: IPHT

Um schnell das richtige Medikament, ein Antimykotikum, zu verabreichen, muss der Pilz zunächst identifiziert werden. Das dauert zum Teil mehrere Tage, da der Pilz aus Körpergewebe oder Blut extrahiert und in einer Nährkultur vermehrt werden muss. Eine schnellere Diagnose der Sepsis ist durch molekularbiologische Methoden möglich, bei denen die Pilz-DNA in der Probe vervielfältigt wird. Diese Diagnostik verspricht die höchste Erfolgswahrscheinlichkeit, kann aber nicht alle Pilzarten in einem Nachweisschritt detektieren.

Das ImSpec-Projekt (Imaging Spektrometer zur parallelen Auslesung eines ultrasensitiven plasmonischen Microarrays zur vor-Ort-Analytik von DNA/RNA) setzt auf eine neue molekularbiologische Technik, mit der mehrere sepsisrelevante Pilze parallel nachgewiesen werden können. Das am Leibniz-IPHT entwickelte markierungsfreie Verfahren basiert auf einem mikrofluidischen Chip, auf dem Gold-Nanopartikel mit funktionalisierter Oberfläche in Form eines Mikroarrays angeordnet sind.

Die isolierte Erreger-DNA wird durch den Chip geleitet und bindet spezifisch an die Oberfläche der Goldpartikel an, die daraufhin ihre optischen Eigenschaften verändern. In enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurde der Chip in einen neuartigen, kompakten und kostengünstigen bildgebenden Spektrometeraufbau (bestehend aus fluidischer Chipkammer, Kamera, Lichtquelle und Interferometer) integriert.

Anders als bei bisherigen Verfahren erfasst das System die Spektren von bis zu 50 Punkten auf dem Mikroarray zeitgleich. Die parallele optische Datenerfassung ermöglicht eine schnellere Diagnostik als aktuelle Kulturverfahren es erlauben. Da das bildgebende Spektrometer ohne zusätzliches Mikroskop arbeitet, werden die vier Hauptarten der Pilzerreger technisch einfacher und damit kostengünstiger nachgewiesen.

Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscherinnen und Forscher in der Zeitschrift Biosensors and Bioelectronics (DOI 10.1016/j.bios.2016.03.001). Bisher ist das neue Analysesystem zum Nachweis der sepsiserregenden Pilze als Versuchsaufbau im Labor im Einsatz. Um zu einem marktfähigen, portablen Gerät für die Sepsisdiagnostik zu gelangen, sind weitere Entwicklungsarbeit und umfangreiche klinische Studien nötig.

Partner des ImSpec-Projektes sind die SIOS Messtechnik GmbH Jena, das Leibniz-IPHT, die ABS GmbH, die Nanopartica GmbH, die Moldiax GmbH und das Center for Sepsis Control and Care (CSCC) des UKJ. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) förderte den Forschungsverbund im Rahmen des Programmes „Photonik Forschung Deutschland“ mit rund 1,2 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren.

Weitere Informationen finden Sie unter www.imspec.de

Weitere Informationen:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566316301920
http://www.imspec.de

Anja Schulz | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lichtgesteuerte Moleküle: Forscher öffnen neue Wege im Recycling
14.08.2018 | Humboldt-Universität zu Berlin

nachricht Was wir von Ameisen und Amöben über Koordination und Zusammenarbeit lernen können
13.08.2018 | Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

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: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Im Focus: Robots as 'pump attendants': TU Graz develops robot-controlled rapid charging system for e-vehicles

Researchers from TU Graz and their industry partners have unveiled a world first: the prototype of a robot-controlled, high-speed combined charging system (CCS) for electric vehicles that enables series charging of cars in various parking positions.

Global demand for electric vehicles is forecast to rise sharply: by 2025, the number of new vehicle registrations is expected to reach 25 million per year....

Im Focus: Der „TRiC” bei der Aktinfaltung

Damit Proteine ihre Aufgaben in Zellen wahrnehmen können, müssen sie richtig gefaltet sein. Molekulare Assistenten, sogenannte Chaperone, unterstützen Proteine dabei, sich in ihre funktionsfähige, dreidimensionale Struktur zu falten. Während die meisten Proteine sich bis zu einem bestimmten Grad ohne Hilfe falten können, haben Forscher am Max-Planck-Institut für Biochemie nun gezeigt, dass Aktin komplett von den Chaperonen abhängig ist. Aktin ist das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen. Das Chaperon TRiC wendet einen bislang noch nicht beschriebenen Mechanismus für die Proteinfaltung an. Die Studie wurde im Fachfachjournal Cell publiziert.

Bei Aktin handelt es sich um das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen, das bei Prozessen wie Zellstabilisation, Zellteilung und...

Im Focus: The “TRiC” to folding actin

Proteins must be folded correctly to fulfill their molecular functions in cells. Molecular assistants called chaperones help proteins exploit their inbuilt folding potential and reach the correct three-dimensional structure. Researchers at the Max Planck Institute of Biochemistry (MPIB) have demonstrated that actin, the most abundant protein in higher developed cells, does not have the inbuilt potential to fold and instead requires special assistance to fold into its active state. The chaperone TRiC uses a previously undescribed mechanism to perform actin folding. The study was recently published in the journal Cell.

Actin is the most abundant protein in highly developed cells and has diverse functions in processes like cell stabilization, cell division and muscle...

Im Focus: Arctic Ocean 2018 - Forscher untersuchen Wolken und Meereis in der Arktis

"Arctic Ocean 2018": So heißt die diesjährige Forschungsexpedition des schwedischen Eisbrechers ODEN in der Arktis, an der auch ein Wissenschaftler der Universität Leipzig beteiligt ist. Noch bis zum 25. September wollen die etwa 40 Forscher an Bord vor allem das mikrobiologische Leben im Ozean und im Meereis untersuchen und wie es mit der Wolkenbildung in der Arktis zusammenhängt.

Während der Fahrt durch die Arktis, die Ende Juli gestartet ist, sollen im Rahmen der Kampagne MOCCHA 2018 (Microbiology-Ocean-Cloud-Coupling in the Hight...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

Herausforderung China – Wissenschaftler aus der ganzen Welt diskutieren miteinander auf UW/H-Tagung

03.08.2018 | Veranstaltungen

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

Weltkleinster Transistor schaltet Strom mit einzelnem Atom in festem Elektrolyten

13.08.2018 | Energie und Elektrotechnik

Your Smartphone is Watching You: Gefährliche Sicherheitslücken in Tracker-Apps

13.08.2018 | Informationstechnologie

Was wir von Ameisen und Amöben über Koordination und Zusammenarbeit lernen können

13.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

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