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 Menschliche Darmflora durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar
15.01.2019 | Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Verloren im Schilderwald: Sind ältere Autofahrer unaufmerksamer?
09.01.2019 | Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund

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: Klassisches Doppelspalt-Experiment in neuem Licht

Internationale Forschergruppe entwickelt neue Röntgenspektroskopie-Methode basierend auf dem klassischen Doppelspalt-Experiment, um neue Erkenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern zu gewinnen.

Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Physikern des Sonderforschungsbereichs 1238 der Universität zu Köln ist es gelungen, eine neue Variante...

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Im Focus: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Neues Material soll Grenzen der Silicium-Elektronik überwinden

21.01.2019 | Energie und Elektrotechnik

water meets....Future - Abwasser nachhaltig nutzen

21.01.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Inbetriebnahme eines 3D-Bewegungssimulators am "kunststoffcampus bayern“ in Weißenburg

21.01.2019 | Verkehr Logistik

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