Schnelle und sichere Identifizierung einer bakteriellen Infektion aus Headspace von frischen Proben, Bakterienkulturen und Ausatemluft

Einleitung:

Durch die wachsende Zahl multiresistenter Keime wird die Etablierung kostengünstiger Testverfahren zu einer Notwendigkeit. Mit etablierten Methoden benötigt man für eine abschließende Bewertung des bakteriellen Befalls bis zu drei Tage.

Methoden:

Es wurde gezeigt, dass mit einem Serienmuster einer MCC-IMS (Ionenbeweglichkeitsspektrometer) spezifische volatile Marker im Headspace von Flüssigkulturen nachweisbar sind. Die Auswertung erfolgte mit einem patentierten Verfahren nach dem Prinzip der Support Vector Machine und der Clusteranalyse.

Jede Einzelkultur stammte von einer anderen Probe. Der tatsächliche bakterielle Befall wurde zum Vergleich traditionell bestimmt.

Ergebnisse:

Sowohl vom unbewachsenen Nährboden als auch bei Beimpfung mit einem Keim wurden schon innerhalb von 30 Minuten unterschiedliche Spektren aufgenommen, in denen bis zu 400 Peaks nachweisbar waren, in Abb. 1 wird beispielhaft eine Zeitreihe über 1 Tag gezeigt:

Abb. 1: Zeitreihe eines Clusters für MRSA: 1: < 30 min, 2: 1h; 3: 2h; 4: 3h; 5: 4h; 5 24h; 7: unbew. Kontrolle

Schlussfolgerung/Ausblick:

Es ist möglich, mittels IMS-Spektrogrammen mit der Clusteranalyse, wobei jedes Cluster einen konkreten Analyten repräsentiert, alle untersuchten Keime vom unbeimpften Nährboden zu unterscheiden und voneinander und (p < 0,05). Weiter ist es möglich, bei Vorhandensein von entsprechenden positiven Vergleichsproben, auch Infektionen in der Atemluft direkt zu erkennen. Die Methode ist geeignet, den Aufwand und Zeitbedarf für ein mikrobiologisches Screening wesentlich zu verringern.