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MALDI-TOF MS zum Nachweis von Resistenzen gegen Antiinfektiva: Möglichkeiten und Grenzen
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Published: | October 2, 2014 |
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Die MALDI-TOF Massenspektrometrie hat die Diagnostik im klinisch mikrobiologischen Labor durch ihre Schnelligkeit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit innerhalb weniger Jahre revolutioniert. Dabei ermöglicht es die MALDI-TOF Massenspektrometrie, mit geringsten Kosten in wenigen Minuten über das ribosomale Proteinmuster die vorliegende Erregerart kultivierter Bakterien und Pilze zu identifizieren. Seit kurzem wird erfolgreich versucht, die MALDI-TOF MS-Technologie auch zur raschen Identifikation von Antibiotika-Resistenzen einzusetzen. Zunächst wurden hydrolysierten β-Laktam-Antibiotika, bzw. deren Abbau-produkte nach 1–2 h Inkubation des Erregers mit einem Antibiotikum als Massen-Peak-Verschiebung durch MALDI-TOF MS dargestellt. Hier lassen sich allerdings nur Resistenzmechanismen detektieren, die auf einer Molekülveränderung des Antibiotikums beruhen, z.B. der Degradation der β-Laktam-Antibiotika durch β-Laktamasen. Ein anderer methodischer Ansatz beruht auf dem Nachweis neu synthetisierter bakterieller Proteine bei Inkubation der Erreger in Gegenwart eines Antibiotikums. Hierbei werden Bakterien in speziellen, Antibiotika-haltigen Medien inkubiert werden, in denen Aminosäuren enthalten sind, die eine bestimmte Anzahl stabiler Isotope tragen (2H-, 13C- und 15N-Atome). Durch Einsatz dieser „markierten“ Aminosäuren kann deren Einbau in Proteine des Erregers nachgewiesen und quantifiziert werden. Die Empfindlichkeit der Erreger wird dabei als Neusynthese markierter Proteine, respektive eines peak-shifts der bakteriellen Proteine definiert. Erste Ergebnisse dieser und vergleichbarer MALDI-TOF MS-basierter Resistenz-Testverfahren zeigen gute Übereinstimmungen mit konventionellen Resistenzbestimmungen, sowohl bei gramnegativen (P. aeruginosa, Klebsiellen, E. coli) als auch grampositiven Isolaten (S. aureus MRSA). Auch direkt aus positiven Blutkulturen konnten diese schnellen MALDI-TOF MS-basierter Resistenz-Testverfahren bereits erfolgreich eingesetzt werden.
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