Spürhund für Entzündungen: Fluoreszenz zeigt Bakterien an

Eine Art fluoreszierenden Spürhund für Entzündungen im Körper haben Wissenschaftler entwickelt.

Das mit einem Farbstoff gekoppelte Antibiotikum markiere Bakterien so, dass sie sich mit einer Spezialkamera von außen erkennen ließen, berichten sie im Fachmagazin «Nature Communications».

In Versuchen mit Mäusen habe sich infiziertes Gewebe mit seinem orangen Leuchten deutlich von den gesunden Bereichen abgehoben. Auch erste Tests mit menschlichem Gewebe seien erfolgreich verlaufen. Denkbar sei der Einsatz etwa beim Aufspüren gefährlicher Entzündungen an künstlichen Gelenken oder anderen Implantaten.

Die Wissenschaftler um Maarten van Dijl von der Universität Groningen (Niederlande) hatten das Antibiotikum Vancomycin genutzt, das bei bakteriellen Infektionen des Weichgewebes gut erprobt ist. Sie koppelten die Substanz mit einem fluoreszierenden Farbstoff. Mäusen wurden dann verschiedene Arten von Bakterien injiziert, die Muskelentzündungen hervorrufen. Um den Erfolg der neuen Methode prüfen zu können, wurden lumineszierende Erreger verwendet.

Zwei Tage nach Infektion der Tiere bekamen diese geringe Dosen des fluoreszierenden Antibiotikums injiziert. 24 Stunden darauf ließ sich anhand orange gefärbter Körperstellen erkennen, wo das Antibiotikum auf Bakterien getroffen war - allerdings nicht bei allen Erregern gleich gut. Bakterien wie Staphylococcus aureus wurden sicher aufgespürt, nicht aber anders strukturierte Erreger wie Escherichia coli.

Die Fluoreszenz halte mindestens 24 Stunden an, weil das Antibiotikum nur niedrig dosiert sei und keine Bakterien abtöte, sagte Studienautor Jan Maarten van Dijl. Erste Farbsignale ließen sich schon einige Stunden nach der Injektion von Bakterien beobachten.

Die Methode zielt vor allem auf Bakterien ab, die sich beim Menschen an der Oberfläche künstlicher Implantate anlagern und dort Komplikationen herbeiführen. Effizient behandeln ließen sich solche Infektionen besonders im Frühstadium, schreiben die Autoren. Bisher würden sie aber selten rechtzeitig erkannt. «Wenn eine solche Infektion ausufert, muss das Implantat unter Umständen operativ wieder entfernt werden», erklärt Mitautor Knut Ohlsen vom Institut für Molekulare Infektionsbiologie der Universität Würzburg. Für Patienten sei ein solcher Ersatz langwierig und belastend.

Dass das Zusammenspiel von Bildgebungsverfahren und Fluoreszenz in den obersten menschlichen Gewebeschichten funktioniert, zeigte die Gruppe durch Tests an Leichen. Infizierte und mit dem Antibiotikum beschichtete Implantate zeichneten sich farblich ab. Das Mittel soll nun für erste klinische Studien am Menschen weiterentwickelt werden.

Einblicke in tieferliegende Gewebe seien bislang nicht möglich, zudem müsse noch die Verträglichkeit der Kontrastmittel untersucht werden, betonte van Dijl. Positiv werten die Forscher, dass es bei dem Verfahren keinen operativen Eingriff und keine Strahlenbelastung, dafür aber Echtzeitbilder gibt.