2 x pro Woche
Abonnieren Sie unseren Newsletter.
Antibiotikaresistenz: Neue Sensoren sollen Superkeime früh erkennen
Um Infektionen mit resistenten Bakterien schneller und gezielter behandeln zu können, entwickeln Empa und ETH-Forschende Sensoren, die gefährliche Keime frühzeitig identifizieren.
, 1. April 2025 um 12:58
Die weltweite Ausbreitung antibiotikaresistenter Keime bringt die medizinische Versorgung zunehmend an ihre Grenzen. Schätzungen zufolge könnte die Zahl der Todesfälle durch multiresistente Bakterien im Jahr 2028 ähnlich hoch sein wie vor der Entdeckung des Penicillins – also vor rund 100 Jahren.
Die WHO warnt vor einer «stillen Pandemie» – mit Kosten in Milliardenhöhe.
Ein Hauptgrund: Antibiotika werden oft eingesetzt, bevor klar ist, welcher Erreger vorliegt. Weil klassische Diagnosen Tage dauern, wird in Notfällen auf Laborresultate verzichtet – mit dem Risiko unwirksamer Therapien und weiterer Resistenzen.
Um dem entgegenzuwirken, entwickeln Empa-Forschende gemeinsam mit klinischen Partnern neue diagnostische Verfahren. Mithilfe innovativer Sensoren sollen resistente Erreger schneller erkannt und individuelle, wirksame Therapien frühzeitig eingeleitet werden können, so die Mitteilung.
Illustration: Empa
Superkeim
Multiresistente Bakterien treten besonders häufig im Zusammenhang mit im Spital erworbenen Infektionen auf – etwa bei Lungenentzündungen. Einer der häufigsten Erreger solcher Pneumonien ist Klebsiella pneumoniae, ein gefürchteter Superkeim. Um ihn frühzeitig nachweisen zu können, entwickelt Empa-Forscherin Giorgia Giovannini vom Labor «Biomimetic Membranes and Textiles» gemeinsam mit dem Kantonsspital St. Gallen einen neuartigen Sensor: Liegt eine Infektion vor, beginnt dieser fluoreszierend zu leuchten.
Denn der Sensor reagiert auf das bakterielle Enzym Urease, das von Klebsiella pneumoniae produziert wird. Sobald die Urease das Polymer zersetzt, wird das Leuchten des Farbstoffs sichtbar – ein Signal für das Vorhandensein des Erregers.
Die Diagnostikmethode basiert auf einfachen Proben, etwa einem Rachenabstrich oder einer Sputumprobe. Dadurch könnte sich die Identifikation des Erregers auf wenige Stunden verkürzen – statt wie bisher mehrere Tage auf Laborkulturen warten zu müssen.
Schnelle Diagnose
Infizierte Wunden gehören ebenfalls zu den häufigsten Eintrittspforten für antibiotikaresistente Erreger. Um diese frühzeitig zu erkennen, entwickelt ein Team um die Empa-Forschenden Luciano Boesel und Giorgia Giovannini gemeinsam mit dem Kantonsspital St. Gallen einen neuartigen Multisensor-Verband. Die Technologie basiert auf Silica-Nanopartikeln, die in einem widerstandsfähigen Hydrogel aus bioverträglichen Polymeren eingebettet sind. In das Verbandmaterial integriert, soll der Sensor auf spezifische Ausscheidungen von Bakterien reagieren.
Besonders gefährlich sind hochresistente Wundkeime wie Staphylococcus aureus. Diese Bakterien produzieren das Enzym Beta-Lactamase, mit dem sie bestimmte Antibiotika unwirksam machen.
Der Sensor enthält Farbstoffe, die durch dieses Enzym gespalten werden: Ist der Keim vorhanden, leuchtet der Verband unter UV-Licht auf – ein klares Warnsignal. Zusätzlich kann der Sensor Veränderungen im Säure-Basen-Gleichgewicht in der Wunde anzeigen, was weitere Hinweise auf eine Infektion liefert. Das Ziel: eine rasche, kostengünstige Diagnose direkt am Patientenbett und eine individuell angepasste Wundbehandlung.
Das Bakterium Pseudomonas aeruginosa ist gegen viele Antibiotika unempfindlich und kann zu schweren Lungenentzündungen, Harnwegsinfekten oder einer Sepsis führen. Liegt eine bakterielle Infektion vor, ist die Geschwindigkeit und Präzision, mit der der Keim identifiziert wird, entscheidend für das Überleben der Infizierten. Bild: Empa
Harnwegsinfektionen
Auch Harnwegsinfektionen, etwa durch Katheter im Spital, sind ein häufiges Einfallstor für resistente Keime – darunter das Stäbchenbakterium Pseudomonas aeruginosa. Ein Forschungsteam der Empa und der ETH Zürich hat ein Verfahren entwickelt, das diesen Erreger schnell und präzise identifiziert. Dabei kommen magnetische Nanopartikel zum Einsatz, die mit Eiweissbausteinen versehen sind, welche gezielt an Pseudomonas aeruginosa binden. Die Bakterien lassen sich so aus einer Urinprobe über ein Magnetfeld isolieren.
Im Anschluss testen die Forschenden die Antibiotika-Empfindlichkeit mit einem Chemilumineszenz-Verfahren: Leuchtet die Probe, sind die Bakterien resistent; bleibt sie dunkel, wirkt das Antibiotikum. «Der gesamte Resistenztest dauert rund 30 Minuten – im Vergleich zu mehreren Tagen bei herkömmlichen Bakterienkulturen», sagt Qun Ren, Gruppenleiterin am Empa-Labor «Biointerfaces» in St. Gallen. So lässt sich innert kurzer Zeit die geeignete Therapie bestimmen – und die Gefahr weiterer Resistenzen verringern.
Pflaster warnt vor Wundkeimen
Artikel teilen
Kommentar
Vom USZ ans Spital Thurgau: Chefarztwechsel in der Radioonkologie
Michael Mayinger folgt auf Christiane Reuter, die in den Ruhestand tritt.
Hacker stehlen Patientendaten bei Oracle Health
Eine Sicherheitslücke bei Oracle Health hat dazu geführt, dass Patientendaten in mehreren US-Spitälern abgeflossen sind. Die Bundespolizei FBI hat Ermittlungen aufgenommen.
Gen Z bevorzugt ästhetische statt rekonstruktive Chirurgie
Eine Studie der ESPRAS zeigt, dass sich immer mehr junge Fachärzte für die ästhetische Chirurgie in Privatpraxen entscheiden, statt in Spitälern rekonstruktiv zu arbeiten.
Darmkrebsvorsorge: «Weniger ein medizinisches als ein kommunikatives Problem»
Ein bis zwei neue Darmkrebsfälle diagnostiziert der Gastroenterologe Roger Wanner jeden Monat. Die wachsende Regulierungswut beschäftigt ihn zunehmend: «Diese nimmt absurde Züge an», sagt er.
Förderung der Pflegeausbildung: Ein Vergleich der Kantone
Die Pflegeinitiative ist beschlossen – und bei der Umsetzung regiert der Föderalismus. Eine neue Übersicht zeigt, wie sich die Beiträge zur Ausbildung kantonal unterscheiden.
Spital Männedorf: Rückendeckung der Gemeinden
Heute tun sich Spitäler schwer mit Krediten. Damit das Spital Männedorf eine auslaufende Anleihe ablösen kann, spannen die Trägergemeinden einen Sicherheitsschirm auf.
Vom gleichen Autor
Barmelweid mit Gewinn und Rekordjahr bei Pflegetagen
Mit fast 100'000 Pflegetagen erreicht die Klinik Barmelweid einen Höchststand – und gleichzeitig einen Gewinn von einer halben Million Franken.
Spital STS übernimmt Praxis in Thun
Die Frauenärztin-Thun AG wird Teil des Spitals Thun – unter der Leitung von Nadja Scheiwiller und Ingrid Zurbrügg.
Internationale Auszeichnung für KSW- und Inselspital-Forscher
Gregory Lepeu und Heinz Eric Krestel wurden mit dem Alfred-Hauptmann-Preis für epileptologische Forschung ausgezeichnet.