Ausbreitung von Krankheitskeimen in deutschen Küstengebieten
Internationales Forschungsprojekt entwickelt Systeme für den sicheren und schnellen Nachweis von Vibrio-Erregern
Bei der rasanten Verbreitung von EHEC hat sich gezeigt, wie wichtig es ist, den schnellen Nachweis von Krankheitskeimen zu erbringen, um gefährliche Erreger rasch eindämmen zu können. Dies ist derzeit auch für Vibrio-Keime aktuell. Diese finden sich sowohl in Gewässern als auch in Fischen und Meeresfrüchten – also in Lebensmitteln, die hierzulande immer beliebter werden: Der jährliche Pro-Kopf-Verbrauch liegt inzwischen bei 16 Kilogramm. Zudem könnten die humanpathogenen Erreger sich bei voran schreitender Klimaerwärmung auch an deutschen Küstengebieten ausbreiten. Aus diesen Gründen haben deutsche Forscher das Projekt VibrioNet unter der Beteiligung internationaler Wissenschaftler gegründet. Das Verbundprojekt, das vom BMBF gefördert wird, besteht aus Arbeitsgruppen mehrerer Institutionen der Bereiche Medizin, Meeresforschung und Lebensmittelhygiene, darunter auch das Bundesinstitut für Risikobewertung. Ziel des Forschungsverbundes ist es, die Bedeutung von Vibrio-Infektionen in Deutschland zu erfassen und die Krankheitskeime zu charakterisieren. Darauf aufbauend soll ein sicheres und schnelles Nachweissystem für humanpathogene Vibrio-Erreger entwickelt werden.
Da in den vergangenen Jahren immer häufiger Vibrio-Infektionen in Deutschland festgestellt wurden, musste man von einer zunehmenden Verbreitung der humanpathogenen Erreger ausgehen. Bisher gibt es hierzulande aber keine Meldepflicht für Erkrankungen, die durch Vibrio parahaemolyticus verursacht werden. Deshalb lassen sich bis dato auch keine konkreten Angaben zum Vorkommen von Vibrionen in deutschen Lebensmitteln machen. Um die Ausbreitung der Keime kontrollieren zu können, haben Forscher und Wissenschaftler verschiedener Institute im Oktober 2010 das Projekt VibrioNet ins Leben gerufen. „Ziel des Forschungsverbundes ist es, Daten zum Vorkommen von Vibrionen in Deutschland zu erfassen, um dann Strategien zur Bekämpfung zu entwickeln“, erklärt Dr. Eckhard Strauch, einer der Initiatoren des einzigartigen Projekts sowie Leiter des Nationalen Referenzlabors für die Überwachung von Bakterien in Muscheln am Bundesinstitut für Risikobewertung.
Der Forschungsverbund VibrioNet ist als Zusammenschluss von Mitarbeitern unterschiedlicher Wissenschaftsbereiche organisiert – aus Meeresforschung, Lebensmittelhygiene, Mikrobiologie und Infektionsforschung – und deckt damit alle Gebiete ab, die für die Erforschung von Aufkommen, Vermehrung und Infektion der humanpathogenen Vibrio-Erreger relevant sind. „Durch das detaillierte Erfassen des Keimvorkommens in der Umwelt, in Lebensmitteln und im menschlichen Organismus können Virulenzfaktoren identifiziert und charakterisiert werden. Dazu gehört beispielsweise die Bestimmung von Parametern, die sowohl das Auftreten als auch die Vermehrung und Übertragung der Vibrionen fördern“, erklärt Strauch.
Exakte Bestimmung der Keimbelastung mittels Real-Time-PCR
Um die Ausbreitung der gesundheitsschädlichen Vibrionen in Zukunft einzudämmen, besteht die Hauptaufgabe von VibrioNet darin, die Zahl der Erreger sowohl im Meerwasser als auch in Fischerzeugnissen zu analysieren. Darauf aufbauend sollen Methoden zur Detektion und Identifizierung entwickelt werden. Im Lebensmittelbereich geht es – aufgrund der Verderblichkeit der Nahrung – in erster Linie darum, die Dynamik der Keimverbreitung bestimmen zu können.
Dies erfolgt anhand der Real-Time-PCR, einer staatlich anerkannten Methode, die sich durch exakte und schnelle Analyseergebnisse auszeichnet. So können pathogene Mikroorganismen einschließlich einer Voranreicherung in der Regel innerhalb von 16-24 Stunden erkannt werden. Dazu hat die Q-Bioanalytic GmbH, ein unabhängiges Prüflabor verschiedene Nachweissysteme entwickelt. Zu diesen zählen neben den Real-Time-PCR-Kits auch die so genannten Dipsticks (NALFIA), die die Q-Bioanalytic im Rahmen des Projekts neu entwickelt. Diese zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass für ihre Anwendung keine großen Geräte erforderlich sind. Dadurch werden die molekularen Methoden auch für einfacher ausgestattete Labore zugänglich. Beide Detektionssysteme geben den am Projekt beteiligten Laboren die Möglichkeit, die Vibrio-Erreger besonders rasch und einfach zu erkennen. Sie werden mit gebrauchsfertigen Lösungen geliefert, die alle Oligonukleotide enthalten, die für den gesuchten Erreger charakteristisch sind.
Der Nachweis eines pathogenen Mikroorganismus erfolgt über ein markiertes Oligonukleotid: Die zu untersuchende DNA wird in die präparierte Reaktionslösung gegeben. Enthält die Probe die DNA des gesuchten Krankheitserregers, finden die Primer und Sonden hier den für sie passenden Bindungsort und erzeugen ein Fluoreszenzsignal, wenn die Erreger-DNA vorhanden ist. Mittels PCR wird diese nun vervielfältigt, sodass sie schnell erkannt werden kann. Auf diese Weise dienen die Real-Time PCR-Kits den Untersuchungslaboren als besonders effizientes Vibrionen-Nachweissystem.
„Das Problem ist, dass Lebensmittel heute international produziert werden. Da unsere Nahrung inzwischen aus aller Welt kommt, besteht die Herausforderung darin, die Lebensmittel mit schnellen und genauen Tests sicher zu machen“, sagt Dr. Boris Oberheitmann, Geschäftsführer von Q-Bioanalytic. Daher ist es die Aufgabe von VibrioNet, neue, schnelle und kostengünstige Tests zu entwickeln und zu validieren. Nur so kann der Verbraucher in Zukunft effektiv vor den humanpathogenen Keimen geschützt werden.
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