Molekulare Diagnostik von Infektionserregern
Das Wohl des Patienten und höchste diagnostische Qualität stehen für uns an erster Stelle.
Um optimale diagnostische Resultate zu erzielen, bauen wir bei der Probenanalyse auf molekularbiologische und mikroskopische Verfahren. Durch Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) und PCR werden Mikroorganismen direkt im Untersuchungsmaterial nachgewiesen.
Medizinische Diagnostik bei Biofilmen
Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass die natürliche Lebensform der meisten Mikroorganismen nicht das einzelne, planktonische Vorkommen ist, sondern dass sie vielmehr in komplexen Lebensgemeinschaften, so genannten Biofilmen, vorkommen. Das Vorkommen dieser Biofilme lässt sich durch die FISH nachweisen. Dies ist relevant, da Mikrooganismen in Biofilmen toleranter gegenüber Antibiotka-Behandlungen sind. Diese Erkenntnisse sind für die Entwicklung effektiver Prävention – und Medikationsmaßnahmen entscheidend.
Erregeridentifikation
im histologischen Gewebsschnitt
Fluoreszenz in situ Hybridisierung
Die FISH (Fluoreszenz in situ Hybridisierung) vereint die Vorteile von Molekularbiologie, Fluoreszenzmikroskopie und Histologie miteinander. Mit dieser Methode werden die Identität der Mikroorganismen und deren Lokalisation unter dem Mikroskop ausgewertet und über die Intensität des Signals Rückschlüsse auf die Aktivität der Mikroorganismen gezogen. Die Mikroorganismen werden somit mit unterschiedlichen Farben in ihrer Formation nachgewiesen (Biofilm oder einzeln?), und gleichzeitig auch zweifelsfrei identifiziert.
FISH basiert auf Fluoreszenz-markierten Sonden, die Sequenzspezifisch an die ribosomale RNA (rRNA) der Mikroorganismen binden. So werden Bakterien und Pilze Genus- oder Spezies-spezifisch unter dem Mikroskop sicht- und nachweisbar. Beispielsweise können Sonden entweder alle Bakterien, alle Staphylokokken oder nur Staphylococcus aureus nachweisen.
Die FISH ist daher eine ideale Methode für die Diagnose von Biofilm-Infektionen und identifiziert nicht nur die Erreger, sondern trifft auch Aussagen zu Lokalisation, Aktivitätsgrad und Mengenverteilung der Mikroorganismen. Diese Faktoren sind für eine gezielte Behandlung von Biofilmen und der Entwicklung Biofilm-abweisender Materialien unverzichtbar.
Die FISH-Methode wird bei uns fortlaufend weiterentwickelt, für neue Krankheitsbilder adaptiert und validiert. In der medizinischen Mikrobiologie gewinnt sie zunehmend an Bedeutung.
Was leistet die FISH?
- Identifikation vorhandener Mikroorganismen
- Lokalisation
- Organisation
- Aktivität der Mikroorganismen
Vorteile der FISH:
- Identifikation des Erregers in kulturnegativen Fällen
- Unterscheidung zwischen Kontamination und Infektion
- Menge und Lokalisation der Erreger
- Organisation der Erreger (planktonisch oder Biofilm?)
- Bestimmung des Leitkeims bei gemischten Infektionen
- Bestimmung der Aktivität der Mikroorganismen
Konseqenz der FISH:
- Eindeutige Diagnose der Infektion in situ
- Zeitnahe, spezifische, daher effektivere antimikrobielle Therapie
- Optimierung der Therapiedauer
Molekulare Amplifikationstechniken PCR | Sequenzierung | NGS | Mikrobiom-Analyse | 16S rRNA Gen
16S rRNA Gen PCR-Amplifikation und Sanger Sequenzierung
Neben der FISH bieten wir molekulare Methoden wie Mikrobiomanalysen oder PCR mit 16S rRNA bzw. 18S rRNA Gen Sequenzierung an:
Mikrobielle DNA lässt sich sehr sensitiv und Kontaminations-arm aus Methacrylat-eingebetteten Proben amplifizieren. Die Interpretation der FISH gemeinsam mit den Sequenzergebnissen erhöht die Treffsicherheit bedeutend.
Bei der PCR (Polymerase Chain Reaction) werden Teilbereiche der Erbsubstanz der Mikroorganismen (z.B. Teile des 16S rRNA-Gens) vervielfältigt und anschließend durch Sequenzierung die Identität der Mikroorganismen analysiert. Mikrobiomanalysen analysieren alle in einer Probe vorhandene Mikroorganismen (das gesamte Mikrobiom).
Die PCR und zunehmend auch Mikrobiomanalysen werden bei Untersuchungen bei uns standardmäßig komplementär zur FISH eingesetzt.