idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Eine Fluoreszenzsonde kann die enzymatische Aktivität von resistenten Keimen in einem Testsystem identifizieren
Bei hartnäckigen Infektionen sind Carbapeneme oft „letztes Mittel“. Diese penizillinähnlichen Substanzen können Keime bekämpfen, bei denen die gängigen Wirkstoffe wegen massiver Resistenzbildung versagen. Aber auch gegen Carbapeneme bilden sich zunehmend Resistenzen. Chinesische Wissenschaftler haben jetzt eine Fluoreszenzsonde entwickelt, die Carbapenem spaltende Enzyme identifiziert. Sie beschreiben ihr einfaches Testsystem, das auf einem optischen Nachweis beruht, in der Zeitschrift Angewandte Chemie.
Carbapeneme gehören ebenso wie die Cephalosporine und Penizilline zu den β-Lactam-Antibiotika. Gegen diese Substanzen haben einige Bakterienstämme wirksame Resistenzstrategien entwickelt. Sie produzieren Enzyme, die β-Lactamasen, um die β-Lactam-Antibiotika gezielt zu spalten. Weil die Carbapeneme von den meisten β-Lactamasen aber nicht angegriffen werden, gelten sie insbesondere für die Behandlung von Krankenhausinfektionen durch mehrfach resistente Erreger als „letztes Mittel“. Carbapeneme wirken insbesondere bei gramnegativen Bakterien und werden unter anderem bei Infektionen des Harn- und Darmtrakts und bei Lungenentzündungen eingesetzt. Inzwischen haben manche Pathogene aber offenbar eigene Spaltungsenzyme entwickelt, die Carbapenemasen. Hexin Xie und seine Forschungsgruppe an der technischen Universität Ostchinas in Shanghai haben jetzt ein Testsystem entwickelt, wie man man solche Carbapenemase produzierenden Keime gezielt identifizieren kann.
Sie stellten zunächst das Testmolekül her: ein mit einem inaktiven Fluoreszenzfarbstoff gekoppeltes Carbapenem. Sobald diese Testsubstanz, die sie CVB-1 nannten, von einer Carbapenemase erkannt wird, zum Beispiel in einem Bakterienextrakt, wird sie gespalten. Während der Carbapenem-Bestandteil spontan abgebaut wird, geht der Fluoreszenzfarbstoff in seine aktive Form über und wird zu einem grün fluoreszierenden Molekül, das heißt, er strahlt bei Anregung durch Licht einer bestimmten Wellenlänge ein intensives grünes Licht ab. Das Testystem auf Carbapenemase-Aktivität sieht also folgendermaßen aus: Ist in der Probe, zum Beispiel ein Bakterienextrakt, eine aktive Carbapenemase vorhanden, beginnt sie bei Zugabe von CVB-1 unter Lichtanregung nach einigen Minuten grün zu leuchten. Die Autoren erläutern das so: „CVB-1 [...] selbst fluoresziert nahezu gar nicht [...], und die zugefügte [Carbapenemase] schaltet das Fluoreszenzsignal mit über 200-facher Verstärkung bei Anregung an“.
Somit wird die Carbapenemase-Aktivität, die eine Antibiotikaresistenz anzeigt, in Form von grüner Fluoreszenz sichtbar. Klinisch eingesetzt, könnte der Test bei Infektionen mit Carbapenem-resistenten Keimen – bestimmte Enterobakterien oder Klebsiella pneumoniae – schnell identifizieren. Daraus ließen sich gezielt Behandlungsstrategien ableiten, und man würde die Vergabe von unwirksamen Arzneimitteln vermeiden. Das CVB-1-Testsystem ist, wie Xie und seine Kollegen zeigen konnten, spezifisch und hat eine sehr niedrige Nachweisgrenze. Es ist ein bemerkenswerter Ansatz für einen Schnelltest im immer dringender werdenden Kampf gegen die sich rapide ausbreitenden Antibiotikaresistenzen.
Angewandte Chemie: Presseinfo 08/2017
Autor: Hexin Xie, East China University of Science and Technology (China), mailto:xiehexin@ecust.edu.cn
Link zum Originalbeitrag: https://doi.org/10.1002/ange.201612495
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.
Leuchtstoffe identifizieren Carbapenem spaltende Enzyme
(c) Wiley-VCH
None
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Studierende, Wissenschaftler
Biologie, Chemie, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Leuchtstoffe identifizieren Carbapenem spaltende Enzyme
(c) Wiley-VCH
None
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
