In Deutschland infizieren sich pro Jahr rund 500.000 Menschen bei Krankenhausaufenthalten mit antibiotikaresistenten Bakterien. Bis zu 15.000 Patienten sterben an den Folgen. Ein Nachweis der gefährlichen Erreger dauert derzeit noch mehrere Stunden bis zu einem Tag. Diesen Zeitraum auf eine Stunde reduzieren will jetzt ein neues Forschungsprojekt der Innovationsallianz Baden-Württemberg (innBW). Beteiligt sind sieben innBW-Institute, 17 Unternehmen und ein Fachverband. Ziel des am 28. September in Freiburg auf einem Projekttreffen gestarteten Vorhabens ist ein besonders schnelles mobiles Diagnostiksystem für die simultane Feststellung von Infektionserregern und deren Antibiotikaresistenzen auf der Ebene einzelner Zellen oder Zellcluster. „Im Erfolgsfall können mit dem neuen Gerät Infektionen schneller erkannt, Schutzmaßnahmen gezielter ergriffen und Therapien rascher gestartet werden“, erklärt innBW-Sprecher Prof. Dr. Hugo Hämmerle.
Multiresistente Keime innerhalb einer Stunde nachweisen
Derzeit dauern Testverfahren für die tödlichen Keime in größeren Kliniken mehrere Stunden, bei kleinen sogar bis zu einem Tag. Dort muss die Probe zuerst verschickt werden. Der Patient weiß frühestens am nächsten Vormittag, ob er einen Infektionserreger mit einer Resistenz trägt. Erst dann stellt sich heraus, ob eine Isolierung wieder aufgehoben werden kann oder ob beispielsweise spezifischere Antibiotikakombinationen zum Einsatz kommen müssen.
Der raschere Nachweis könnte künftig eine beschleunigte Identifikation infizierter Patienten und sofortige medizinische Gegenmaßnahmen ohne unnötige Wartezeit ermöglichen. Die Chance auf eine baldige Gesundung stiege deutlich. Im Fall eines negativen Schnelltest-Ergebnisses würden die zur Sicherheit eingeführten Isolationszeiten überflüssig, da das Testergebnis schnell vorliegt. Das ist angenehmer für den Patienten und spart Kosten für das Gesundheitssystem.
Transfer aus der Forschung in die Wirtschaft
Initiiert hat das Projekt die innBW, ein Bündnis von 12 wirtschaftsnahen Forschungsinstituten, das in wichtigen Zukunftsfeldern eng und interdisziplinär zusammenarbeitet. Das ermöglicht die Kombination mehrerer Hochtechnologien und erfüllt eine der wichtigsten Voraus-setzungen für die vom Land erhofften Sprunginnovationen.
Durch die Kombination von wissenschaftlichen und technologischen Innovationen soll das zu entwickelnde Analysegerät deutlich mehr leisten als herkömmliche Systeme: Auf dem Entwicklungsplan steht unter anderem ein digitaler Einzel-Bakterien-Test. Das erlaubt eine Zuordnung der Resistenzen zu den jeweiligen Erregern, so dass eine spezifischere Therapie möglich ist. Auch die Entwicklung eines schnellen Lyseverfahrens kompatibel zur nachfolgenden DNA-Amplifikation ist vorgesehen. Zeitintensive Aufreinigungsschritte entfallen so.
An dem Projekt beteiligt sind sieben innBW-Institute: das Hahn-Schickard Institut für Mikro- und Informationstechnik in Freiburg, das Institut für Lasertechnologien in der Medizin in Ulm, das Hahn-Schickard Institut für Mikroaufbautechnik in Stuttgart, das Hohenstein Institut für Textilinnovation in Bönnigheim, das Institut für Textil- und Verfahrenstechnik der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung in Denkendorf, das Forschungsinstitut Edelmetalle + Metall-chemie in Schwäbisch Gmünd und das Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut an der Universität Tübingen. Mit medizinischer Expertise begleitet wird das Forschungsvorhaben von dem Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene der Universitätsklinik Freiburg.
Aus der Wirtschaft kommen 17 Unternehmen, vor allem aus Baden-Württemberg. Zu den Firmen gehören unter anderem Roche Diagnostics, Harro Höfliger, Labor Dr. Merk & Kollegen, Indutherm, Velixx, Greiner Bio-One und Arburg. Die Firmen unterstützen das Projekt in einem projektbegleitenden Ausschuss und kümmern sich um Fragen aus Industrie-, Zulieferer- und Anwendersicht. Der Spitzen-cluster Mikrosystemtechnik Baden-Württemberg (MST BW) wird das Vorhaben ebenfalls begleiten, um den Technologietransfer über die Fachgruppenarbeit und Workshops zu fördern.
Das Forschungsprojekt hat den offiziellen Namen „Isotherme digitale Einzelzell-Amplifikation zum Nachweis antibiotikaresistenter Erreger im Krankenhaus“ (IDAK) und läuft bis Mitte 2018.
Die Innovationsallianz Baden-Württemberg ist ein Zusammenschluss von 12 außeruniversitären wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen mit insgesamt 1.170 Mitarbeitern. Die Institute orientieren sich am Bedarf der Wirtschaft und erschließen Technologiefelder, die für die Wirtschaft bedeutsam werden. Mit rund 2.500 Industrieprojekten in den Zukunftsfeldern Gesundheit und Pflege, Nachhaltige Mobilität, Energie und Umwelttechnologie sowie Information und Kommunikation ist die innBW ein Leuchtturm an Innovation und Technologietransfer. Für die Entwicklung innovativer Produkte stehen die Querschnittstechnologien Werkstoffe und Oberflächen, Mikrosystemtechnik/-elektronik, Digitalisierung, Nanotechnologie, Biotechnologie, Photonik, Produktionstechnik und Managementsysteme im Fokus. Von 2006 bis 2014 wurden bereits 45 Firmen ausgegründet.
