Diagnose mit Lichtgeschwindigkeit

Wie funktioniert der neu erforschte Sepsis-Schnelltest? Interview mit Prof. Dr. Jürgen Popp vom IPHT Jena zum BMBF-Verbundprojekt „FastDiagnosis“.

Prof. Dr. Jürgen Popp: „Mit dem von uns entwickelten Verfahren gewinnen wir einen zeitlichen Vorsprung, der lebensrettend bei der Behandlung einer Sepsis sein kann.“ Bild: IPHT Jena / S. Döring

10.06.15

Interview mit der LASER World of PHOTONICS, München

Ziel des Forschungsprojektes „FastDiagnosis“ ist die Entwicklung eines Gerätes, das die schnelle und kostengünstige Diagnose der Sepsis in Verbindung mit der Identifizierung der Erreger ermöglicht. Prof. Dr. Jürgen Popp ist Direktor des Instituts für Physikalische Chemie der Universität Jena (IPC) und wissenschaftlicher Direktor des Jenaer Institutes für Photonische Technologien (IPHT).

Ein neues, kombiniertes Diagnoseverfahren auf Basis optischer Technologien verspricht eine schnelle Identifizierung von Sepsis-Erregern. Welche Verfahren kamen dabei zum Einsatz und lassen sich damit auch die Erreger identifizieren?

Jürgen Popp: Die Diagnose einer Sepsis könnte zukünftig mit einem kombinierten Verfahren aus Teststreifen und optischer Spektroskopie erfolgen. Dabei werden mit einem Lateral-flow-Test, wie man ihn zum Beispiel von Schwangerschaftstests kennt, körpereigene Moleküle detektiert, die bei einer Sepsis gebildet oder abgebaut werden und so Hinweise auf den Krankheitsverlauf geben. Das Gerät, das zusammen mit den Partnern R-Biopharm AG und QIAGEN Lake Constance GmbH entwickelt wurde, gibt am Ende einen Wert aus, der die Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer Sepsis angibt und von dem sich Behandlungsstrategien ableiten lassen.

Die zweite Methode, die zum Einsatz kommt, ist die Raman-spektroskopische Identifizierung von Erregern. Mit diesem optischen Verfahren können einzelne Bakterien kulturunabhängig anhand ihres molekularen Fingerabdrucks identifiziert werden. Das Gerät dahinter, der sogenannte „Bio Particle Explorer“, wurde in enger Kooperation des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (IPHT), der Friedrich-Schiller Universität Jena und der rap.ID Particle Systems GmbH realisiert.

Die Projektbezeichnung „FastDiagnosis“ hat das Wort „schnell“ schon im Namen. Wie lange dauert eine Diagnose? Und welche Werte beinhaltet das Diagnoseergebnis?

Jürgen Popp: Wir konnten den Zeitaufwand zur Bestimmung der Bakterien auf wenige Stunden reduzieren. Bisher benötigte man mindestens einen Tag, um die Erreger in Körperflüssigkeiten eindeutig zu identifizieren. Häufig ist es dann für eine geeignete Behandlung bereits zu spät. Nur wenn die Ärzte schnell die richtige Antibiotika-Therapie einleiten, können sie das Leben der Patienten retten.

Mit dem von uns entwickelten Verfahren gewinnen wir einen zeitlichen Vorsprung, der lebensrettend bei der Behandlung einer Sepsis sein kann. Zusätzlich werden nur in ca. 20 Prozent der konventionell getesteten Blutproben Bakterien nachgewiesen. Durch die Kombination aus Teststreifen, der eine Sepsis nachweist, und der Raman-Spektroskopie sollte es möglich sein, diesen Wert zu verbessern.

Was sind jetzt die nächsten Schritte? Die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Partnern scheint gut funktioniert zu haben.

Jürgen Popp: Um die neue Diagnostik routinemäßig zum Einsatz kommen zu lassen, ist es jetzt ganz wichtig die beiden Technologien im Klinik- oder Praxisalltag zu testen. Daher sind momentan weitere Folgeprojekte in dieser Richtung in Planung. Generell gilt es anzumerken, dass sich aufgrund des stark interdisziplinären Charakters der Biophotonik die Verbundforschung als unverzichtbare Strategie für eine erfolgreiche Kommerzialisierung der entwickelten Ideen und Prinzipien erwiesen hat.

Seit 2002 fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den Forschungszweig der Biophotonik mit mehr als 170 Millionen Euro. Mehr als 150 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft setzen dabei neueste wissenschaftliche Erkenntnisse in praxistaugliche Lösungen um. Die optischen Technologien gehören zu den wichtigsten Impulsgebern für die Medizintechnik.

Biophotonik ist einer der Schwerpunkte der diesjährigen LASER World of PHOTONICS. Was wird man von ihnen aus dem Bereich vom 22. bis zum 25. Juni in München sehen und hören?

Jürgen Popp: Biophotonik-Forschung ist eine der treibenden Kräfte in der Medizintechnik und der damit verbundene Markt entwickelt sich schnell. Die Biophotonik-Marktstudie von AT-Kearny im Auftrag des BMBF prognostiziert bis 2020 für den gesamten Biophotonikmarkt ein Marktvolumen von 85,5 Milliarden Euro.

Die jüngsten deutschen Produktenwicklungen werden auf der LASER World of PHOTONICS in München präsentiert. Die Exponate und Innovationen des Forschungsschwerpunktes Biophotonik stammen aus den Bereichen der Point-of-Care (POC) Diagnostik und der hochauflösenden Mikroskopie. Gemeinsam mit der Messe München und dem IPHT organisiert der Forschungsschwerpunkt Biophotonik ein Vortragsforum zu „Visions for Future Diagnostics—Infectious Diseases“. Das Forum zu Point-of-Care Diagnostik und medizinische Schnelltest findet am Dienstag, dem 23. Juni, um 10 Uhr auf dem Stand B3.561 statt.

Danke für das Interview.

Mit freundlicher Genehmigung der LASER World of PHOTONICS, Messe München GmbH

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