NGS zur Präzisionsdiagnostik mikrobieller Resistenzen und zum Umweltmonitoring der Resistenzentwicklung

Mikrobielle Resistenzen gegen Antibiotika sind ein weltweites Problem und ihre Diagnose von großer Bedeutung, um die effektivste Behandlung von Infektionen zu bestimmen und die Ausbreitung von resistenten Organismen einzudämmen.

Aktuell umfassen Labortests aufwändige mikro- bzw. zellbiologische Analysen, die zeit- und kostenintensiv sind. Aufgrund der Gefahr von Kontaminationen und ihrer geringen Genauigkeit werden dringend neue Methoden zur Erkennung benötigt.

Detektion von Antibiotika-Resistenzen

Verfahren zur gezielten Detektion definierter Resistenzmarker
© Fraunhofer IGB / Erstellt mit Biorender.com
Verfahren zur gezielten Detektion definierter Resistenzmarker. Mittels Suppressions-PCR werden verschiedenste Targetregionen gezielt amplifiziert und im Multiplexverfahren einer Realtime-Sequenzierung und Bioinformatik zugeführt.

Die Resistenz von Bakterien gegenüber Antibiotika wird über entsprechende Resistenzgene vermittelt. Das molekularbiologische Verfahren des Next Generation Sequencing, einer Hochdurchsatzsequenzierung von Nukleinsäuren, eröffnet daher neue Möglichkeiten zur Resistenzerkennung wie auch zum Monitoring von Resistenzen aus einer Vielzahl an biologischen Proben.

Detektion der Genabschnitte mittels NGS

Mit unseren am IGB optimierten Technologien wählen wir spezifische Zielregionen aus, z. B. mehrerer mikrobieller Resistenz-Gene, welche im ersten Schritt vervielfältigt und im zweiten Schritt mittels Next-Generation-Sequenzierung detektiert werden.

Nachweis von Resistenzen im Patienten und in Umweltproben

Auf diese Weise können wir schnell und spezifisch Mikroorganismen und mikrobielle Resistenzen analysieren – in kritisch kranken Patienten, aber auch in komplexen Proben aus der Umwelt oder Kläranlagen.

Vorteile

Momentan eingesetzte Technologien erfordern eine vorausgehende Kultivierung der Mikroorganismen. Unsere Technologien umgehen diesen Schritt und ermöglichen die Resistenzerkennung auch bei geringen Ausgangsmengen.

Technologiereife

Die Abteilung In-vitro-Diagnostik des IGB blickt auf einen breiten Erfahrungsschatz mit verschiedensten Proben und Anwendungsbereichen zurück. Für unser Verfahren zur umfassenden Sequenzierung wurde bereits ein Patent erteilt, für das Verfahren zur zielgerichteten Amplifikation verschiedenster Zielregionen und anschließender Sequenzierung ein Patent beantragt. Aktuell gehen wir neue Wege in der Resistenzerkennung mittels der Analyse von RNA und zellfreien Nukleinsäuren.

Angebot und Zusammenarbeit

Wir analysieren das Metagenom und Resistenzprofil verschiedenster Probentypen im Rahmen von Forschungsprojekten oder im Kundenauftrag.

Dabei eignen sich unsere Technologien zur Untersuchung auch äußerst anspruchsvoller Proben, z. B. aus der Umwelt, Kläranlagen oder Patienten.

Durch die enge Verzahnung molekularbiologischer Methoden zur Probenvorbereitung, der Erstellung von Sequenzierbibliotheken und der tiefgreifenden bioinformatischen Analyse sind wir in der Lage, maßgeschneiderte Lösungen auch für komplexe Fragestellungen anzubieten.