Wissenschaftler packen Infektionsvorbeugung und -kontrolle an

Eine internationale Wissenschaftlergruppe hat ein innovatives Verfahren zur Nachverfolgung der Ausbreitung des gegen Methicillin resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) in Krankenhäusern entwickelt. Ihre in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Erkenntnisse zeigen, wie...

Eine internationale Wissenschaftlergruppe hat ein innovatives Verfahren zur Nachverfolgung der Ausbreitung des gegen Methicillin resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) in Krankenhäusern entwickelt. Ihre in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Erkenntnisse zeigen, wie dieses besondere Verfahren Rückschlüsse von größeren landesweiten Übertragungsereignissen auf den kleineren Maßstab der Mensch-zu-Mensch-Übertragung von MRSA in einem einzigen Krankenhaus zulässt.

Die Ergebnisse dieser Studie werden Forschern zugutekommen, die sich mit der Frage befassen, wie sich Bakterienstämme so schnell ausbreiten können. Sie können auch zur Erarbeitung und Durchführung neuer Strategien für die Infektionskontrolle - sowohl für MRSA als auch für andere sich ausbreitende antibiotikaresistente Organismen - beitragen.

Durch den Einsatz neuer Hochdurchsatztechnologien zur DNA-Sequenzierung (Desoxyribonukleinsäure) konnten die Forscher einzelne MRSA-Isolate miteinander vergleichen und ihre genetische Verwandtschaft genau aufzeigen. Das Team konnte sehr bald Veränderungen an einzelnen Gen-Buchstaben im Code feststellen sowie Unterschiede zwischen eng verwandten MRSA-Isolaten.

"Wir haben uns mit zwei sehr unterschiedlichen Probensammlungen befasst", sagte Ko-Leitautor Dr. Simon Harris vom Wellcome Trust Sanger Institute im Vereinigten Königreich. "Wir haben 42 Proben von Menschen rund um den Globus gesammelt, die sich zwischen 1982 und 2003 mit MRSA infiziert hatten. Eine zweite Probensammlung stammt aus einem einzigen Krankenhaus im Nordosten Thailands und besteht aus 20 Proben von Patienten, die jeweils eine MRSA-Infektion im Abstand von sieben Monaten entwickelt hatten. Diese Infektionen stehen wahrscheinlich durch eine Mensch-zu-Mensch-Übertragung miteinander in direkter Verbindung.

"Wir wollten prüfen, ob unsere Methode eine Infektion sowohl in einem globalen Maßstab - von Kontinent zu Kontinent - als auch im kleinen Maßstab - von Mensch zu Mensch - nachverfolgen kann."

Mithilfe der neusten DNA-Sequenzierungstechnologie wurden aus jeder Probe ganze Genome sequenziert, so die Forscher. Mit dieser Technik gelang es, kleinste Veränderungen am genetischen Code bei den Krankenhausproben aufzudecken. Die Forscher fanden auf der Grundlage dieser Information heraus, dass es keine zwei Infektionen gab, die von absolut identischen Bakterien hervorgerufen worden waren.

Auf der Grundlage dieser feinen genetischen Unterschiede teilten sie die Proben aus dem thailändischen Krankenhaus in zwei Gruppen ein und konnten feststellen, dass sich 5 von 13 Bakterien in einer der beiden Gruppen sehr ähnlich waren. Die Bakterien unterschieden sich nur bei 14 Gen-Buchstaben im Code.

"Diese Gruppe aus fünf verwandten MRSA-Stämmen verursachte Infektionen bei Patienten, die auf benachbarten Intensivstationen des Krankenhauses behandelt wurden, und alle Fälle traten isoliert im Abstand weniger Wochen auf", erklärte Ko-Leitautor Dr. Ed Feil von der Abteilung für Biologie und Biochemie an der Universität Bath im Vereinigten Königreich. "Dagegen waren die Bakterien von Patienten, die auf anderen Stationen des Krankenhauses untergebracht waren, weniger ähnlich", so der Forscher weiter.

"Das festigte unsere auf dem Sequenzvergleich beruhende Theorie, dass zwei verschiedene Gruppen von Isolaten vorlagen, die unabhängig voneinander in das Krankenhaus eingeschleppt worden waren."

Auf der Grundlage dieser Arbeit bestimmten die Forscher erfolgreich die typische Mutationsrate der DNA-Sequenzen. Diese Erkenntnisse bieten den Forschern einen größeren Einblick über die Evolutionsrate in vitro. Der von den Forschern untersuchte Stamm veränderte sich mit einer Geschwindigkeit von einem Gen-Buchstaben alle sechs Wochen.

Die Forscher untersuchten Proben aus Krankenhäusern in Nord- und Südamerika, Asien, Australien und Europa.

Der Erfolg dieser Methode ist den Forschern zufolge auf den Vergleich des kompletten Genoms zurückzuführen. "Mit dieser neuen Methode konnten wir Einblicke in fundamentale Prozesse der Evolution bei S. aureus erlangen, einem der wichtigsten bakteriellen Pathogene der Welt", sagte Ko-Autorin Dr. Sharon Peacock von der Medizinischen Fakultät der Universität Cambridge und der Fakultät für Tropenmedizin an der Mahidol Universität, Bangkok, Thailand.

"Die Folgen für die öffentliche Gesundheit liegen auf der Hand: diese Technologie besitzt das Potenzial die Übertragungswege von MRSA genauer nachzuverfolgen, sodass Interventionen gezielter und nach Bedarf durchgeführt werden können."

An der Studie beteiligten sich Forscher aus Portugal, Thailand, dem Vereinigten Königreich und den USA.