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Intelligence for precision therapies against antimicrobial resistance: The first diagnostic panel that probes all the clinically relevant antibiotics at once

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Automatisiertes Pathogentestsystem gegen Antibiotikaresistenzen

Die zunehmende Resistenz vieler Krankheitserreger gegen Antibiotika ist ein enormes Problem für die öffentliche Gesundheit. Ein neues EU-finanziertes Projekt entwickelte nun ein automatisiertes Präzisionstestgerät für das Massenscreening auf bakterielle Resistenzen.

Gesundheit

Die zunehmende Resistenz von Mikroben gegen Antibiotika ist ein globales Gesundheitsproblem, das jährlich mit 30 000 Todesfällen in der EU und fast 700 000 Todesfällen weltweit zu Buche schlägt. Wissenschaftlichen Prognosen zufolge könnten bis 2050 weltweit mehr Menschen an tödlichen Infektionen durch arzneimittelresistente Mikroben sterben als an allen Krebserkrankungen zusammen. Um dieser brisanten Entwicklung gegenzusteuern, muss vor allem dem übermäßigen Einsatz von Antibiotika ein Riegel vorgeschoben werden. Ein wichtiger Schritt dorthin ist der Übergang zur zielgerichteten Präzisionstherapie, die auf der Suszeptibilitätstestung des jeweiligen Krankheitserregers beruht. Für die medizinische Versorgung werden daher leicht zugängliche, umfassende Tests benötigt, um die spezifische Empfindlichkeit (Suszeptibilität) eines Krankheitserregers gegenüber antimikrobiellen Wirkstoffen zu bestimmen. Ein Antibiotika-Empfindlichkeitstest (AST) zeigt, welche Medikamente das Wachstum eines bakteriellen Infektionserregers oder Pilzpathogens stoppen können. Manuelles Testen ist hier derzeit die genaueste Methode, aber auch zeit- und kostenaufwändig. Automatisierte Systeme wiederum sind zwar einfach in der Handhabung und kostengünstig, liefern aber bislang nur begrenzt Informationen zur Wirksamkeit einer Antibiotikatherapie. Das EU-finanzierte Projekt BacterOMIC entwickelte nun ein hochmodernes automatisiertes Testgerät, das aussagekräftige und umfassende Ergebnisse zur Empfindlichkeit eines Erregers gegen antimikrobielle Wirkstoffe liefert. „Das Ziel von BacterOMIC ist die Weiterentwicklung von Antibiotika-Empfindlichkeitsprüfungen zur quantitativen Bewertung aller klinisch relevanten Antibiotika mit einem einzigen Test“, erklärt Piotr Garstecki, Direktor und Technikvorstand beim Unternehmen Scope Fluidics und Projektkoordinator von BacterOMIC. Der wichtigste Projekterfolg war die CE-Zertifizierung gemäß IVD-Richtlinie für das BacterOMIC-System, derzufolge alle regulatorischen Anforderungen des Gerätes für die medizinische Anwendung und spätere Markteinführung erfüllt sind.

Automatisiertes Testen im großen Maßstab

BacterOMIC beruht auf einer mikrofluidischen Spitzentechnologie, die Flüssigkeiten in extrem kleinen Mengen analysiert. Das Gerät arbeitet mit Einwegkartuschen-Trägern, sodass 640 Einzelkulturen gleichzeitig analysiert werden können. Ist ein Bakterienstamm isoliert, wird er auf dem Träger platziert. Die Träger werden dann in einen Befüllautomaten gestapelt und für den Test in einen Analysator überführt. Die BacterOMIC-Kartuschen sind einfach in der Handhabung, da nur das Aufbringen der Bakteriensuspension auf die Kartusche manuell erfolgt und alle weiteren Schritte automatisiert sind, was die Anwendungsfreundlichkeit weiter erhöht. „Mit unserem Kartuschendesign kann ein einziger Test bis zu 60 klinisch relevante Antibiotika oder bis zu 20 Antibiotikakombinationen in Schachbrett-Titration analysieren“, erläutert Garstecki. „Der Ansatz bietet einen klaren technologischen Vorteil gegenüber der Konkurrenz, was Behandlungsergebnisse verbessert und Komplikationsrisiken sowie Krankenhaus- und Behandlungskosten reduziert“, fügt er hinzu.

Vorbereitung der Markteinführung

Für die geplante Markteinführung von BacterOMIC im zweiten Quartal 2022 etabliert das Team derzeit Kontakte u. a. mit Vertriebspartnern und führt Marktanalysen durch. „Die Kombination aus niedriger Markteintrittsbarriere, umfassender Aussagefähigkeit zur Antibiotikaempfindlichkeit und Identifizierung synergistischer Antibiotikakombinationen wird Garant für die zügige Markteinführung von BacterOMIC sein“, so Garstecki. Nun wird das System EU-weit in klinischen und kommerziellen Zentren getestet, um durch weiteres Feedback den Markteintritt zu unterstützen. „Indem BacterOMIC ohne Verzögerungen präzise und vollständige Informationen zur Empfindlichkeit liefert, fördert es den bedachteren Einsatz von Antibiotika, erfolgreichere Therapien, den Rückgang von Antibiotikaresistenzen und die Verkürzung von Hospitalisierungen“, erklärt Garstecki. „Unser Ziel ist, mit BacterOMIC schnellen Zugang zu wichtigen Informationen über resistente Erreger im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen zu erhalten“, schließt er.

Schlüsselbegriffe

BacterOMIC, Bakterien, Resistenz, Antibiotika, Empfindlichkeitstest, AST, Gerät, System

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