Biofilm: Wissen, welche Keime vertreten sind

Biofilm

Infektionen sicher und schnell erkennen

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Biofilme können schwere Infektionskrankheiten hervorrufen. Im Projekt Isolid soll die schnelle und sichere Erkennung solcher Infektionen mit Hilfe digitaler Bilddiagnostik erforscht werden, um eine sichere Therapieempfehlungen geben zu können.
Schwere Infektionskrankheiten sind eine wachsende Herausforderungen für die Gesundheitssysteme. Ein großer Teil schwerer Infektionen wird durch so genannte Biofilm-Infektionen verursacht. Um diese nachzuweisen und gezielt mit den korrekten Antibiotika zu behandeln, fehlen bislang diagnostische Methoden.

Neu gestartetes Verbundprojekt

Ziel des im Juli 2017 gestarteten Verbundprojektes Isolid („Integrated Solutions for Infection Detection“) ist es, mit Hilfe digitaler Bilddiagnostik Biofilm-Infektionen schneller und sicherer diagnostizieren und entsprechende Therapieempfehlungen geben zu können.

Interpretation großer Bilddatenmengen

Eine spezifische Diagnose von durch Biofilme verursachten Infektionskrankheiten ist durch die „Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung“ (Fish) möglich. Diese diagnostische Methode beruht auf fluoreszenzmarkierten DNA-Sonden und vereint die Vorteile von Molekularbiologie, Fluoreszenzmikroskopie und Histologie. „Dank der Fish-Untersuchung werden Biofilme erstmals routinemäßig mikroskopisch sicht- und nachweisbar. Die an der Infektion beteiligten Bakterien werden aufgespürt und identifiziert, sodass zeitnah eine spezifische Therapie eingeleitet werden kann“, so PD Dr. Annette Moter vom Deutschen Herzzentrum Berlin.

Automatische Detektion von Mikroorganismen

Das Fish-Verfahren basiert jedoch auf sehr großen Bilddatenmengen, deren Analyse aufwendig und komplex ist. Deshalb soll im Rahmen des Isolid-Verbundprojekts eine digitale Methode der Bildanalyse entwickelt werden, um die Mikroorganismen automatisch zu detektieren und zu quantifizieren. Darüber hinaus wird eine Workflow-Integration und Probenhandling-Lösung zur quantitativen Analyse von Biofilmen erarbeitet, um neue Präventions- und Behandlungsmethoden zu entwickeln. Mit einem intuitiv bedienbaren Bildkommunikations- und Archivsystem (PACS) sollen alle relevanten Bilddateien schnell und sicher gespeichert und bearbeitet werden können.

Evaluation direkt in der Klinik

Zunächst sollen die in Isolid angestrebten Verfahren und der entsprechende Workflow im Rahmen einer diagnostischen Studie anhand klinischer Gewebeproben bewertet werden. Anschließend soll Isolid strukturelle Möglichkeiten schaffen, das Fish-Verfahren routinemäßig überregional und international einzusetzen und damit eine Lücke in der Diagnostik von Infektionskrankheiten zu schließen. Am Verbundprojekt beteiligt sind die HB Technologies AG, die Chili GmbH, das Biofilmzentrum des Deutschen Herzzentrums Berlin und das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS. Die HB Technologies AG übernimmt die Koordination des Verbundprojektes. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) durch seinen Projektträger VDI Technologiezentrum GmbH Düsseldorf für drei Jahre gefördert. www.dhzb.de
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