Forskare vid Leibniz-Institute of Photonic Technologies (Leibniz-IPHT), Center for Sepsis Control and Care vid universitetssjukhuset Jena och Friedrich Schiller University har tagit fram ett snabbare och billigare alternativ för patogendiagnostik. Projektledaren Prof. Ute Neugebauer säger, "Vi kombinerar ljusbaserade analysmetoder med bearbetning av mikrofluidisk prov. Med vårt Lab-on-a-Chip-system, vi kan tydligt identifiera bakteriestammar och deras resistens på mindre än tre timmar."

Standardpraxis för infektionsdiagnostik kräver upp till 72 timmar för ett tillförlitligt resultat. Detta beror på att antalet patogener i ett prov i allmänhet är för litet för att genomföra tester. Analys är därför endast möjlig efter tidskrävande odling. Under klinisk behandling av allvarliga infektioner som sepsis, tiden är avgörande. Intensivvårdsläkare ställs inför ett alarmerande dilemma:"Allt för ofta, vi måste administrera bredspektrumantibiotika blint, eftersom vi varken kan analysera patogen eller potentiella resistanser. Därför, vi använder en slägga för att knäcka en nöt. En ond cirkel som hjälper till att utveckla nya motstånd, "förklarar prof. Michael Bauer, föreståndare för kliniken för anestesiologi och intensivvård vid Akademiska sjukhuset Jena.

Den nya metoden från Jena ger mycket snabbare diagnos som grund för att välja en tillförlitlig behandling. Ute Neugebauer, som arbetar på Leibniz-IPHT och Universitetssjukhuset Jena pekar på små elektroder som är fixerade på ytan av ett stämpelstort chip:"Elektriska fält säkrar bakterier i ett mycket litet område." Jenas forskare applicerar sedan olika antibiotika i olika koncentrationer på de fångade bakterierna och undersöker dem med Raman-spektroskopi. "Detta betyder att vi bestrålar patogenerna med laserljus och utvärderar det spridda ljusspektrat, " beskriver Neugebauer metoden.

Prof. Jürgen Popp vid Friedrich-Schiller University Jena, säger, "Efter två timmar, vi kan upptäcka tydliga förändringar i Ramans spektra. Av dessa, vi kan härleda om stammen är resistent eller vettig. På samma gång, vi får information om den önskade koncentrationen av antibiotikumet för att begränsa bakterietillväxt. Detta är en viktig diagnostisk parameter som påverkar framgången för en behandling." Resultaten publicerades i Analytisk kemi i februari 2018.

Kombinationen av snabb, ljusbaserad diagnostik och en hög automationsnivå minskar tiden från provtagning till resultat från 72 timmar till endast tre och en halv timme. "En sådan snabb procedur kan revolutionera diagnostik av infektionssjukdomar, säger prof. Bettina Löffler, föreståndare för Institutet för medicinsk mikrobiologi vid Universitetssjukhuset Jena. För närvarande, forskarna utvecklar en plattform för tillämpning på sjukhus. Ett mer långtgående mål är att utveckla ett patronbaserat snabbtestsystem som gör det möjligt för allmänläkare att snabbt identifiera resistens.