Krankheitserregern im Spital auf der Spur
Die Verbreitung von Bakterien und Viren in Spit?lern ist eine unsichtbare Gefahr. Eine Erfindung zur Qualit?tskontrolle für die Reinigung von Oberfl?chen und H?nden macht die ?bertragungswege sichtbar. Jetzt kann das Personal mit gezielten Massnahmen zur Eind?mmung reagieren.
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Patienten riskieren nach wie vor, sich beim Spitalaufenthalt zu infizieren. Dies ist ein dringliches Problem, da Infektionen potenziell Komplikationen beim Heilungsprozess hervorrufen oder sogar die Sterblichkeitsrate erh?hen. Zu unterscheiden sind hierbei die k?rpereigenen Bakterien und fremde Erreger. Die k?rpereigenen Bakterien (Microbiome) k?nnen durch invasive Massnahmen wie Katheter und chirurgische Schnitte eine Lücke im Abwehrmechanismus des K?rpers finden und Infektionen ausl?sen. Fremde, multiresistente Bakterien und Viren lauern hingegen auf Türklinken und Lavabos und werden vor allem durch Handkontakt übertragen. Die Forschenden Robert Grass, Lara Pfuderer und Wendelin Stark haben eine L?sung gefunden, die ?bertragungswege dieser fremden Krankheitserreger aufzudecken, damit Infektionsquellen erkannt und ?bertragungswege wirksam unterbrochen werden.
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Die L?sung besteht aus synthetischen Nanopartikeln, die die Eigenschaften der Erreger simulieren. Die Partikel sind ?hnlich klein und lassen sich ?hnlich leicht verschleppen. Dabei sind sie im Gegensatz zu ihren biologischen Pendants absolut harmlos. Die künstlichen Partikel werden zu Testzwecken in der direkten Umgebung der Patientinnen und Patienten aufgetragen und dann mittels Wischproben an Oberfl?chen verfolgt.
?Wir füllen die Nanopartikel mit einem DNA-Tracer, der für uns wie ein Strichcode auslesbar ist. So wissen wir genau, welche Erregerquelle wohin verschleppt wurde.?Lara Pfuderer, Erfinderin
Die Nanopartikel haben eine Schutzhülle und sind im Inneren mit einem Tracer gefüllt. Der Tracer besteht aus einer synthetisch hergestellten DNA-Sequenz und erm?glicht wie ein Strichcode eine eindeutige Zuordnung. Die Forschenden kopieren hierfür aus Früchten kurze DNA-Sequenzen, die ungef?hrlich sind. DNA-Tracer sind leicht nachweisbar. Eine Wischprobe mit einem St?bchen reicht, um noch die kleinste Menge DNA von einer Oberfl?che aufzunehmen und in einem PCR-Ger?t zu detektieren. Die PCR-Ger?te kamen bereits in der Pandemie für den Covid-Test zum Einsatz und sind mittlerweile omnipr?sent in medizinischen Einrichtungen. Die Spit?ler haben somit die Analytik für das Monitoring der Tracer im eigenen Labor. Durch den Einsatz unterschiedlicher Tracer k?nnen mehrere Testkampagnen parallel durchgeführt werden, ohne dass sie sich in der Auswertung st?ren. So lassen sich mehrere Ausgangsorte gleichzeitig verfolgen oder auch zeitlich versetzte Kampagnen fahren.
![Grafische Darstellung](/de/wirtschaft/industry/news/data/2024/07/krankheitserregern-im-spital-auf-der-spur/_jcr_content/wide_content/image_1cb2/image.imageformat.1286.105012063.png)
?Das Besondere unserer Nanopartikel ist die ?hnlichkeit zu echten Erregern, was die ?bertragungswege und deren Empfindlichkeit auf Desinfektionsmittel betrifft – ohne selbst sch?dlich zu sein.?Robert Grass, Erfinder
Die Forschenden haben zwei verschiedene Varianten der Nanopartikel erstellt. Die erste Variante hat eine Schutzhülle aus Silica. Das ist ein robustes Material, welches auch durch Desinfektionsmittel nicht angegriffen wird. Mit dieser Partikelvariante lassen sich Spuren von der Quelle nachverfolgen bis sich diese durch Verdünnung verlaufen. Die zweite Variante der Nanopartikel hat eine Lipidhülle und eine Zucker-Glycerin Beschichtung (siehe Fig. 2). Die Lipid-basierten Nanopartikel reagieren wie echte Erreger auf Desinfektionsmittel. Das heisst, wo Desinfektionsmittel Erreger chemisch abt?ten und die ?bertragung stoppen, dort werden auch die Nanopartikel zersetzt. Konkret bricht die Schutzhülle der Lipid-basierten Nanopartikel auf. Die Forschenden wollen nun quantifizieren, wie effektiv der Einsatz der Desinfektionsmittel ist. Sie analysieren in einer Wischprobe das Verh?ltnis von freigesetztem Tracer aus aufgebrochenen Nanopartikeln zu eingeschlossenem Tracer aus intakten Nanopartikeln. Ist der Quotient hoch, so wurde ein ?bertragungsweg durch Desinfektion erfolgreich gestoppt.
Die Forschergruppe hat bereits einzelne Pilotprojekte in Spit?lern lanciert, freut sich aber über weitere Chancen, ihre Technologie in der Praxis zu testen. Um Kontaktaufnahme wird gebeten.
?Ich war schon Jahre auf der Suche nach geeigneten Tracern, um ?bertragungswege zu erforschen, bis ich glückerweise auf Robert Grass und sein Team stiess, und wir die Nanopartikel erstmals für die Infektionspr?vention im Spital einsetzen konnten. Ich bin überzeugt, dass eine bereichsübergreifende Forschung und Entwicklung wie unsere, schneller zu besseren L?sungen führt.?Hugo Sax, Infektiologe, Universit?tsspital Bern
![Bild der Erfinder:in](/de/wirtschaft/industry/news/data/2024/07/krankheitserregern-im-spital-auf-der-spur/_jcr_content/wide_content/image_de57/image.imageformat.1286.1919243439.jpg)
Kontakt/Links:
Prof. Grass & Prof. Stark, Functional Materials Laboratory
zum Patent angemeldet (2022-047),
Anfragen zur Lizenzierung an ETH transfer,
Publikation:
“Synthetic Microbial Surrogates Consisting of Lipid Nanoparticles Encapsulating DNA for the Validation of Surface Disinfection Procedures”, Pfuderer et. al., ACS Appl. Bio Mater. 2023, 6, 1252?1259, https://doi.org/10.1021/acsabm.3c00004
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