Mikrobielle Diagnostik

Krankheitserreger gelangen auf unterschiedlichen Wegen zu uns. Zwei wichtige Pfade: Lebensmittel und Trinkwasser. Lösen Erreger aus Lebensmitteln Epidemien aus, muss schnell der Ausgangspunkt der Infektionskette gefunden werden, um der Krankheitswelle gegensteuern zu können. Unsere Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, mit dem sie die Infektionspfade bakterieller Erreger aus Nahrungsmitteln und Trinkwasser nachvollziehen können. Mit diesen hochauflösenden Methoden lassen sich selbst einzelne Stämme bakterieller Krankheitserreger identifizieren.

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Unsere Forschung

Legionella pneumophila © HZI

Legionellen warten überall dort auf uns wo warmes Süßwasser gespeichert wird – in Wasserleitungen, Klimaanlagen, Schwimmbädern. Einige wenige dieser Bakterien können schon ausreichen, um bei uns eine schwere Lungenentzündung zu verursachen – indem wir die Bakterien mit den Wasserdampf einatmen. Der Nachweis und die Identifizierung der Legionellen ist schwierig: sie wachsen nur schlecht auf den üblichen Kulturmedien und verfallen häufig in einen so genannten „lebend-aber-nichtkultivierbaren Zustand“.

Ein ähnliches Analyseproblem verursachen marine Bakterien, die mit kontaminierten und nicht vollständig garen Muscheln auf unseren Tisch gelangen: Vibrio parahaemolyticus. Sie lösen choleraartige Durchfallerkrankungen aus und führen zu Durchfallepidemien im gesamten pazifischen Raum, in den USA und in letzter Zeit auch in Europa.

Individueller Fingerabdruck einzelner Bakterienstämme

Um solchen Erregern – und vor allem dem Ursprung der Infektion auf die Spur zu kommen – haben die Wissenschaftler des HZI eine Technologie entwickelt, die auf genetischen Markersequenzen basiert, die mehrfach und variabel im Genom vorliegen. Diese Marker sind in jedem Bakterienstamm anders – auch innerhalb einer Bakterienart. Die Methode nennt sich „Multi-Loci Variable Number of Tandem Repeat Analytik“ (MLVA) und liefert einen individuellen Fingerabdruck der einzelnen Bakterienstämme. Darüber können unsere Wissenschaftler nicht nur einzelne Bakterienstämme identifizieren, sondern auch deren Entwicklung zu neuen Stämmen verfolgen.

Ein Verfahren mit vielen Gesichtern. Für die Muschelerreger ist es beispielsweise wichtig, die Evolution des Erregers und damit auch seine Infektiosität beurteilen zu können.

Herausforderung: Wenige Bakterien in großen Wassermengen

Bei dem Nachweis von Legionellen ist die Herausforderung, wenige Bakterien in großen Wassermengen nachzuweisen. Denn längst nicht alle Vertreter der Legionellen lösen eine Lungenentzündung aus. Die Bakterien im Kühlturm einer Klimaanlage oder dem Trinkwasserversorgungssystem zu finden, bedeutet an sich also noch keine Gefahr – es kommt auf den Stamm an.

Die Kunst der HZI-Wissenschaftler: Sie haben eine Methode entwickelt, mit dem sie Trinkwasser direkt aus der Leitung untersuchen können – ohne Bakterien kultivieren zu müssen.

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  • Legionärskrankheit – Wissenschaftler auf Spurensuche in der WasserleitungLegionellen warten überall auf uns wo warmes Wasser gespeichert wird – in Wasserleitungen, Klimaanlagen, Schwimmbädern. Einige wenige dieser Bakterien können schon ausreichen, um bei uns eine schwere Lungenentzündung zu verursachen. Häufen sich Fälle – etwa in einem Einkaufszentrum oder einem Schwimmbad – gehen Wissenschaftler auf Legionellensuche. Manfred Höfle hat eine Technologie entwickelt, mit der er genau die Legionellen findet, die die Menschen krank machen. Begleiten Sie ihn bei seiner Detektivarbeit...
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