Nachweis invasiver Mikroorganismen durch magnetbasierte Diagnostik mittels LAMP

In Deutschland sterben jährlich rund 85.000 Menschen an den Folgen einer Sepsis, womit die Zahl der Sepsis-bedingten Todesfälle höher ist als die kombinierte Zahl von Schlaganfall und Herzinfarkt. Ursache sind vor allem bakterielle Infektionen, aber auch invasive Pilzinfektionen tragen erheblich bei. Diese Erreger werden oft zu spät erkannt, wodurch Sepsis zu den am häufigsten übersehenen Todesursachen auf Intensivstationen zählt.

Das vom Fraunhofer IME koordinierte Projekt »Mikro-MeDi-LAMP« erforscht ein neues Detektionskonzept, welches perspektivisch als innovatives, patientennahes POCT-System eingesetzt werden könnte und innerhalb einer Stunde eine schnelle, kulturunabhängige Diagnose pathogener Mikroorganismen und deren antimikrobieller Resistenzen bei Blutstrominfektionen ermöglicht. Durch diese frühe und präzise Diagnostik kann eine gezielte Therapie für gefährdete Patientengruppen eingeleitet, Behandlungszeiten verkürzt und Fehlbehandlungen vermieden werden. Dadurch werden Überlebens- und Genesungschancen verbessert, die Ausbreitung von Resistenzen eingeschränkt und die gesamtgesellschaftlichen Kosten für Krankenhäuser und Gesundheitssystem gesenkt.

Der Lösungsansatz konzentriert sich zunächst auf besonders relevante Pathogene, darunter Hefepilze wie Candida spp., den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus sowie die grampositiven und gramnegativen Bakterien Staphylococcus aureus, Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae. Pathogene werden durch Einsatz magnetischer Nanosonden aus Blutproben gezielt angereichert und markiert, um ihre spezifische Erkennung zu ermöglichen. Anschließend erfolgt ein genetischer Nachweis anhand spezifischer Erreger- und Resistenzgene. Dabei soll eine neue isothermale Amplifikationsstrategie (LAMP) in Kombination mit einem magnetischen Nachweisverfahren erforscht und entwickelt werden. Parallel zu dem MeDi-LAMP Verfahren wird ein anwenderfreundliches POCT-Gerät entwickelt, das mehrere Proben gleichzeitig analysieren kann. Die Optimierung des Verfahrens gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit, kurze Analysezeiten und eine robuste Anwendung in der klinischen Praxis.

Das Fraunhofer IME ist hauptverantwortlich bei der Umsetzung des Konzeptes zur Anreicherung der Mikroorganismen aus dem Blut und bringt seine Expertise in enger Zusammenarbeit mit den Partnern auch bei der Realisierung der magnetischen LAMP-Assays ein