// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
DNA-Analyse erkennt Pilzinfektionen im Blut früher
Bei schweren Pilzinfektionen im Blut ist eine frühe Bestimmung des Erregers wichtig für die Wahl der Therapie. Ein neues Sequenzierungsverfahren kann Pilze bereits in noch nicht positiv gemeldeten Blutkulturen erkennen und ihre Art innerhalb von rund sieben Stunden bestimmen, wie Tests mit 48 klinischen Proben zeigen. Für den Routineeinsatz muss die Methode jedoch weiter validiert werden.
Chiba (Japan). Blutkulturen gelten als Standard, um Erreger im Blut nachzuweisen, doch zunächst müssen sich Mikroorganismen in der Kultur so stark vermehren, dass das automatische System ein positives Signal meldet. Erst danach folgen üblicherweise Tests zur Artbestimmung, was bei Pilzinfektionen wertvolle Zeit kosten kann.
Gerade bei Candida-Arten ist die genaue Bestimmung wichtig, weil sich die Empfindlichkeit gegenüber Antipilzmitteln unterscheiden kann. Die neue Methode setzt deshalb früher an und untersucht einen kleinen Teil der noch inkubierenden Blutkultur, bevor das Gerät sie als positiv einstuft.
Forscher der Chiba University (CU) um Prof. Akira Watanabe haben dafür einen dreistufigen Ablauf entwickelt und an Restproben von 48 Patienten mit bestätigten Pilzinfektionen des Blutkreislaufs getestet. Die Proben umfassten acht Pilzarten, darunter Candida albicans, Nakaseomyces glabratus und Cryptococcus neoformans.
Zunächst lysiert das Team menschliche Zellen und baut deren DNA mit Benzonase ab, wobei die Menge menschlicher DNA in einer Testprobe auf 0,21 Prozent des Ausgangswerts sank. Danach wird mikrobielle DNA extrahiert, per zufälliger PCR über das gesamte Genom vervielfältigt und auf einem MinION-Gerät in Echtzeit sequenziert.
„Ich komme aus der Sequenzanalyse und Genomik, und ich sah eine Möglichkeit, meine Expertise auf die wichtige klinische Herausforderung von Pilzinfektionen anzuwenden. Besonders motivierte mich die Aussicht, moderne genomische Technologien zu nutzen, um unser Verständnis, die Diagnose und letztlich die Behandlung dieser Infektionen zu verbessern“, erklärt Prof. Hiroki Takahashi von der Chiba University (CU).
Eine eigens zusammengestellte Referenzdatenbank ordnet die Sequenzfragmente verschiedenen Mikroorganismen zu, während der gesamte Ablauf nach Angaben der Studie ungefähr sieben Stunden dauert. Allein die Auswertung der ersten 1,5 Stunden Sequenzierung reichte bei den meisten Proben für eine klare Artzuordnung.
Bei 45 der zusätzlich untersuchten 47 Blutkulturen entfielen mehr als 80 Prozent der Sequenzfragmente auf jeweils eine einzige Art, und in 43 dieser Fälle stimmte die Artbestimmung mit der klinischen Diagnose überein. Von 28 Proben mit Candida albicans wurden 27 korrekt erkannt.
Die Sequenzierung erfasste zudem Hinweise auf Mischinfektionen, darunter eine Probe mit einem Pilz und einem Bakterium sowie eine weitere mit Signalen zweier nahe verwandter Candida-Arten. Eine Grenze zeigte eine Probe, in der Staphylococcus epidermidis so stark dominierte, dass der klinisch diagnostizierte Pilz Candida parapsilosis in der Sequenzierung nicht erkannt wurde.
„Unsere Methode könnte es Ärzten ermöglichen, früher eine geeignete antimykotische Behandlung einzuleiten und damit möglicherweise die Behandlungsergebnisse für Patienten mit lebensbedrohlichen Pilzinfektionen des Blutkreislaufs zu verbessern“, sagt Prof. Hiroki Takahashi.