Folge 14: Licht statt Labor zum Nachweis von Antibiotikaresistenzen

Christian Nehls: Mikroben im Visier

Elisabeth Pfrommer: Ein Podcast des Forschungsverbunds Leibniz INFECTIONS. Am Mikrofon begrüßen euch Elisabeth Pfrommer vom Robert Koch-Institut

Christian Nehls: Und Christian Nehls vom Forschungszentrum Borstel.

Elisabeth Pfrommer: Willkommen zu einer neuen Folge unseres Podcast „Mikroben im Visier“. Heute geht es eine echte Innovation, die die Diagnose von Infektionskrankheiten und Antibiotikaresistenzen beschleunigen könnte, die Ramanspektroskopie.

Christian Nehls: Die Ramanspektroskopie ist eine Methode, die mit Laserlicht Eigenschaften von Molekülen oder Materialien untersucht. Und das funktioniert zum Beispiel auch bei Bakterien. Und zwar so gut, dass man damit in einer Probe die Krankheitserreger in wenigen Minuten bestimmen kann. Und nicht nur das, sie misst auch wie der jeweilige Erreger auf ein bestimmtes Antibiotikum reagiert. Der Vorteil liegt auf der Hand. Wenn ich schon vor einer Behandlung weiß, welches Antibiotikum wirkt, muss man nicht lange ausprobieren und kann gleich das richtige Mittel geben.

Elisabeth Pfrommer: Aber funktioniert das wirklich so gut? Und wie weit ist diese Technologie? Und wie wird das erforscht? Um mehr über die neuartige Diagnosemethode zu erfahren, haben wir zwei Wissenschaftlerinnen aus dem Forschungsverbund Leibniz INFECTIONS eingeladen, die sich so richtig gut damit auskennen. Das sind Dr. Anja Silge und Marie-Luise Enghardt vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien, dem Leibniz-IPHT in Jena.

Christian Nehls: Anja ist stellvertretende Leiterin der Forschungsabteilung Spektroskopie und Bildgebung und erforscht bereits seit 17 Jahren das Potential der Ramanspektroskopie in der Infektionsdiagnostik. Marie-Luise ist Doktorandin in Anjas Team und hat die Methode insbesondere für den Nachweis von Antibiotikaresistenzen weiterentwickelt. Anja und Marie-Luise, schön, dass ihr dabei seid.

Marie-Luise Enghardt: Danke für die Einladung.

Anja Silge: Hallo!

Christian Nehls: Ja, ohne tief in die Physik einzusteigen, was ist eigentlich Ramanspektroskopie?

Anja Silge: Die Raman-Spektroskopie geht zurück auf den indischen Physiker Raman, der das Ganze schon am Anfang des 20. Jahrhunderts erforscht hat. Er hat sich sehr intensiv mit der Licht-Materie-Wechselwirkung beschäftigt. Und wir kennen alle aus dem Alltag Phänomene wie Absorption, bei der Licht geschluckt wird, oder Reflektion, bei der das Licht zurückgeworfen wird. Und Raman hat sich sehr intensiv mit der Lichtstreuung auseinandergesetzt. Er hat dabei herausgefunden, dass ein kleiner Teil des zurückgestreuten Lichtes inelastisch gestreut wird. Das heißt, dass sich die Frequenz des Lichtes in einem ganz kleinen Anteil ändert. Wie sehr sich diese Frequenz ändert oder die Energie ändert, hängt davon ab, wie das Molekül aufgebaut ist, im Speziellen, wie die Atome miteinander verknüpft sind. Trägt man nun die Intensität und diese Frequenzverschiebung gegeneinander auf, so erhält man ein Spektrum. Und dieses spektrale Muster codiert die chemische Struktur eines Moleküls. 1928 hat Raman dafür den Nobelpreis bekommen und die Methode ist demnach auch nach ihm benannt, also die Ramanspektroskopie. Heutzutage nutzen wir für die Raman-Spektroskopie monochromatisches Laserlicht, das Ganze effizienter zu machen. Und wir haben sehr empfindliche Kameras, Spektrometer und sehr fortgeschrittene optische Komponenten, um diese Methode auch auf biologische Materialien wie Bakterien anzuwenden.

Elisabeth Pfrommer: Jetzt hast du gerade monochromatisch gesagt, was genau kann man sich darunter vorstellen?

Anja Silge: Monochromatisch heißt, dass das Licht nur eine Farbe hat. Man hat zum Beispiel einen roten oder einen grünen Laser. Damit kann man sehr genau diese Frequenzunterschiede, die ich eben erklärt habe, untersuchen oder detektieren.

Elisabeth Pfrommer: Das heißt also, dass wenn du jetzt den Laserstrahl auf das Bakterien gibst, dass dann jedes Bakterium seinen eigenen Fingerabdruck hat?

Anja Silge: Genau, wenn wir ein Bakterium sehen, besteht das Bakterium natürlich nicht nur aus einem Molekül, sondern es hat eine chemische Zusammensetzung. Das heißt, was ich sehe, ist eine Mischung aus allen Molekülen, die dieses spektrale Muster ergeben.

Marie-Luise Enghardt: Das ist auch sehr bakterienspezifisch. Ihr hattet ja schon einige Organismen in diesem Podcast, beispielsweise ein E. coli oder ein Staph. aureus. Diese bestehen natürlich aus verschiedenen und auch unterschiedlichen Molekülen. Diese Unterschiede sind dann sichtbar. Das heißt, diese Spektren kann man auch eindeutig differenzieren.

Elisabeth Pfrommer: Eure Untersuchungen mach ihr ja unter anderem auch an Klebsiella. Und das ist auch die Mikrobe des Monats.

Christian Nehls: Heute werfen wir einen Blick auf einen echten Überlebenskünstler: Klebsiella pneumoniae. Die Weltgesundheitsorganisation führt das Bakterium weit oben auf der Liste der problematischen Erreger. Es gehört zur Priorität 1 der kritischen Erreger, für die dringend neue Medikamente benötigt werden. Dieses stäbchenförmige Bakterium ist ein natürlicher Bewohner unseres Darms und der Schleimhäute. Doch wehe, es gelangt an Orte, wo es nicht hingehört, wie die Lunge oder die Blutbahn. Dort kann es, vor allem bei geschwächten Personen oder im Krankenhaus schwere Lungenentzündungen oder Sepsis verursachen. Die Übertragung erfolgt meist über Hände oder medizinische Geräte. Gute Hygiene ist daher entscheidend. Besonders besorgniserregend ist die weltweite Verbreitung von antimikrobiellen Resistenzen. Klebsiella gilt als „Supererreger“, da viele Stämme gegen wichtige Reserveantibiotika, die Carbapeneme, resistent sind.

Christian Nehls: Wie kommen wir jetzt von diesem Lichtfingerabdruck von einem Bakterium also zu einer Diagnose?

Anja Silge: Das Spektrum hängt nicht nur von der Spezies ab, sondern auch von dem Wachstumszustand und von den Stressfaktoren. Die Diagnose, die wir gerne stellen wollen, ist ja, welche Antibiotika-Resistenz liegt vor oder welches Antibiotika kann man gegen den Keim, der vorliegt, einsetzen. Bringt man nun das Bakterium, was aus dem Patientenmaterial isoliert wurde, mit dem Antibiotika zusammen, so reagiert das Bakterium auf dieses Antibiotika. Das heißt, es ändert seinen Metabolismus, es verändert seine Biochemie. Strahlen wir nur den Laser auf dieses Bakterium ein und vergleichen das mit einem Bakterium, was parallel nicht mit Antibiotika behandelt wurde, so kann man Unterschiede feststellen. Das spektrale Muster eines resistenten Bakteriums während Antibiotika-Behandlung unterscheidet sich von einem sensitiven. So können wir schnell eine Diagnose stellen, ob das Bakterium sensitiv ist auf das Antibiotikum oder nicht.

Elisabeth Pfrommer: Das wird klassischerweise mit Bakterienkulturen gemacht. Wie sicher ist das Ergebnis aus der Ramanspektroskopie? Und was sind die Vorteile, wenn wir das über Ramanspektroskopie lösen würden diese Fragestellung?

Marie-Luise Enghardt: Das ist genau das, worum sich auch meine Doktorarbeit dreht, das natürlich zu validieren. Das heißt, jedes Mal, wir einen solchen Test durchführen, testen wir gegen den klinischen Goldstandard. Meistens wird es über eine OD-Messung über Zeit gemacht. Das heißt, die verschiedenen Antibiotikakonzentrationen werden so 18 bis 20 Stunden lang inkubiert und dann wird über die optische Dichte, also deshalb OD, geschaut, ist da eine Trübung erkennbar oder nicht. Und dann wird ermittelt, ist es trüb, also ist es gewachsen, die Bakterien haben sich vermehrt, oder nicht trüb. Und das nehmen wir erstmal als Standard an und vergleichen das jedes Mal, wenn wir unseren Test machen in unserem sogenannten Raman- Bio-Assay. Und wir brauchen allerdings nur 90 Minuten, das heißt wir lassen das Bakterium mit unserem Antibiotikakonzentration nur 90 Minuten interagieren und das ist schon ausreichend, um diese molekularen Veränderungen, was Anja gerade schon erklärt hat, sichtbar zu machen. Das heißt, wir brauchen für diesen gesamten Test in Summe mit dieser Interaktion, mit der Messung selbst und Auswertung nur drei Stunden und das ist natürlich ein sehr großer Vorteil im Gegensatz dazu, wenn man 20 Stunden lang auf das Ergebnis warten müsste.

Christian Nehls: Unabhängig oder zusätzlich zu diesem ziemlich beeindruckenden Zeitunterschied, den du gerade erwähnt hast, finde ich eure Technik auch schon insofern überzeugend, als dass jetzt dieser bisher verwendete Goldstandard sich ja nur anschaut, ob die Bakterien noch gesund genug sind, um sich zu vermehren und zu teilen. Und ihr schaut wirklich in die Moleküle, also welche molekularen Veränderungen es gibt. Das hört sich aus meiner Perspektive schon deutlich genauer an. Ist das so, dass ihr insgesamt auch mehr Informationen mit dieser Technik rausbekommt am Ende?

Marie-Luise Enghardt: Also wir bekommen viele Informationen heraus, und wir bekommen natürlich eine unfassbare Fülle dieser molekularen Zusammensetzung heraus. Allerdings was noch ein Punkt ist, den wir auch derzeit verfolgen, ist auch wirklich herauszufinden, was wir in diesem Spektrum auch sehen. Das heißt ein nächster Schritt, den man jetzt auch schon mal im Ausblick gerne aufführen kann, ist, dass wir das mit Transkriptom- oder Proteomdaten korrelieren wollen, um auch genau sagen zu können, welche Veränderungen sehen wir denn tatsächlich. Durch die Literatur wissen wir auch, welche spektralen Veränderungen, je nachdem wo die auftreten, für welche chemischen Moleküle diese stehen, aber wir können jetzt nicht sagen, genau dieses Gen wurde exprimiert oder eben nicht. So genau können wir mit dieser Methode nicht agieren.

Elisabeth Pfrommer: Mich würde jetzt aber doch noch mal interessieren, seid ihr dann genau vergleichbar zu mit der klassischen Methode? Oder seid ihr noch besser oder schlechter im Moment? Also wo ist es gerade sozusagen der Entwicklungsstatus von der Methode? Marie-Luise Enghardt (9:56) Also besser als der Goldstandard, das würde ich mir jetzt an dieser Stelle nicht herausnehmen. Aber natürlich werten wir statistisch aus, vergleichen diese beiden Methoden und bekommen somit einen Genauigkeitswert raus. Also wie gut ist unsere Vorhersage, wenn wir den Goldstandard als eine Referenz nehmen? Da ist das Ergebnis mit meist 90 Prozent Übereinstimmung mit dem Goldstandard schon sehr passabel, würde ich sagen. Und dabei soll auch gesagt sein, wenn wir eine solche Translation, also dass wir versuchen, von der Forschung jetzt auch langsam in diese klinische Routine zu kommen, im Rahmen dessen zu testen, machen wir das natürlich mit mehreren Replikaten. Das heißt, wir testen ein und dasselbe Prozedere mehrfach, einfach um sicher zu gehen, dass wir reproduzierbar, also immer wieder das gleiche Ergebnis herausbekommen und das auch über verschiedene Testtage hinweg.

Anja Silge: Ich glaube, was wir wirklich haben, ist der Zeitvorteil. Dadurch, dass wir schon nach 90 Minuten Interaktion bei den meisten Antibiotika sehen, okay, da ist eine Wirkung, das Bakterium reagiert, es ist sensitiv. Oder das Bakterium verändert sich nicht und reagiert gar nicht auf das Antibiotikum. Was wir auch beobachtet haben, sind verschiedene Antibiotikaklassen. Also da gibt es Antibiotika, die stark auf die Zellwand gehen. Das ist was, was wir ganz klassisch sehr gut im Ramanspektrum und auch sehr schnell sehen, sogar auch nach weniger als 90 Minuten Interaktionszeit, weil sich einfach da die Biochemie sehr stark ändert. Es gibt aber auch Antibiotikaklassen, die wir bisher noch nicht untersucht haben, zum Beispiel so Folsäurehemmer. Da müssen wir noch schauen, wie gut wir das sehen.

Christian Nehls: Kommen wir dann noch einmal darauf zurück, wie so eine Messung eigentlich abläuft. Also wie lange dauert so eine Raman-Messung und was für eine Probenmenge braucht ihr?

Marie-Luise Enghardt: Also wir gehen jetzt davon aus, wir haben eine solche Bakterienkultur vorliegen. Dann geben wir diese nur 90 Minuten lang, was wir bereits erwähnt haben, Interaktionen mit Antibiotika. Und danach können wir die Probe, je nachdem welche Plattform wir dann verwenden wollen, in diese zu überführen. Also wir erforschen auch in anderen Projekten die Plattform selbst, weil das muss natürlich auch kostengünstig dann später mal in der Klinik sein. Und wenn das dann einmal in der Plattform ist, dann brauchen wir nur noch dieses besagte Raman-Messgerät und können dann die Messungen vornehmen. Das dauert nur wenige Sekunden, eine solche Messung. Und dann aus diesen Spektren können wir mittels Datenanalyse, dann herausfinden, sind diese Unterschiede, die Anja bereits schon beschrieben hat, sind die da, sind die nicht da? Und dann können wir relativ schnell unterscheiden, ist das Bakterium sensitiv oder resistent.

Christian Nehls: Du hast ja gerade von eurer Plattform gesprochen, wo ihr die Bakterienkultur oder die isolierten Bakterien draufgebt. Ich kann mir jetzt noch nicht genau vorstellen, was genau das für eine Plattform ist. Kannst das vielleicht kurz erklären?

Marie-Luise Enghardt: Ja, also wir nennen es liebevoll unseren Chip. Das hat in etwa ein Format eines Objektslides, also wirklich nicht sehr groß und besteht aus 48 Kammern, wo wir jeweils nur 4 Mikroliter an unserer Bakterien-Suspension hineingeben müssen. Und wenn wir dies dann im Gerät vermessen, wird sehr schnell nach und nach jedes Well oder Kammer angefahren und direkt hintereinander vermessen. Das geht relativ fix. Somit kann man parallel auf verschiedene Antibiotika auch in verschiedenen Konzentrationen testen und sich die Ergebnisse somit auch einmal geschlossen.

Elisabeth Pfrommer: Heißt das, kann parallel auf mehrere Antibiotika testen oder wird sozusagen immer ein Antibiotika erst getestet und dann muss man 90 Minuten warten und dann dauert die Messung zwar nur wenige Sekunden, aber ist es so ein Nacheinander ein Prozess oder wird wirklich parallel ein ganzes Screening gemacht und nach vielen Antibiotika gleichzeitig geschaut?

Marie-Luise Enghardt: Also bei den Goldstandardmethoden, die auch in der Klinik etabliert sind, wird natürlich parallel gleich auf viele Antibiotika getestet. Das heißt, man hat dann sehr, viele Messplätze. Diese Plattformen, von denen ich gesprochen habe, die sind auch so designt, dass man das genauso machen kann. Der Einfachheit halber testen wir meistens auf einzelne Antibiotika gerade, einfach um zu schauen, in einem Setup funktioniert das erstmal, weil natürlich mit steigenden Antibiotika-Anzahlen, die man parallel testet, auch der Effort jetzt gerade noch in diesem Forschungs-Setup sehr hoch ist. Aber es ist prinzipiell möglich.

Elisabeth Pfrommer: Ich meine, ihr hattet ja am Anfang gesagt, dass ihr auch einzelne Erreger identifizieren könnt über sozusagen diesen Lichtfingerabdruck. Ist das denn überhaupt nötig oder würde es auch ausreichen, einfach nur zu schauen, welches Antibiotikum wirkt an der Stelle?

Marie-Luise Enghardt: Für den Arzt ist es meistens sehr wichtig zu erfahren, ob ein Bakterium gram-negativ oder gram-positiv ist. Auf Basis dessen wird dann getestet auf ein gewisses Antibiotika-Panel, weil bei diesen zwei Gruppen jeweils unterschiedliche Antibiotika eingesetzt werden können aufgrund der Wirksamkeit. Das heißt, das ist die wichtigste Information, die es bedarf. Im klinischen Setup wird allerdings meistens noch auf die sogenannte Spezies getestet, dass man weiß, was man wirklich genau vorliegen hat. Es ist aber für die Resistenztestung selbst gar nicht vorher nötig, diese Information so genau und präzise zu haben.

Christian Nehls: Ich habe jetzt ja verstanden, dass eure eigentliche Messung nur wenige Sekunden dauert. Das ist ja noch viel schneller, als ich mir das am Anfang vorgestellt habe. Und das, was 90 Minuten dauert, ist tatsächlich die Wechselwirkung von den Bakterien mit dem Antibiotikum selber. Anja, du hast ja eben erwähnt, dass bei einigen Antibiotikaklassen diese Wechselwirkung auch deutlich schneller eintritt, ist es so, dass man tatsächlich, dass die 90 Minuten dadurch zustande kommen, dass es so lange dauert, bis überhaupt diese molekulare Änderung stattfindet, oder sind die 90 Minuten notwendig, weil ihr so lange warten müsst, bis sich genügend Moleküle geändert haben.

Anja Silge: Ja, das ist eine Frage, die uns auch sehr umtreibt. Wir versuchen das ständig zu optimieren. Wir müssen es aber auch generalisieren. Das heißt, wenn wir einen unbekannten Keim haben und schauen jetzt zu früh rein, da kann es sein, dass die Änderung noch nicht da ist und die Änderung, genau wie du sagst, dass genügend Moleküle sich geändert haben, sodass wir sie detektieren, vielleicht erst nach 90 Minuten stattgefunden hat. Also 90 Minuten ist für uns so ein Mittelwert, wo wir wissen, dass wir es in den meisten Fällen sehr sicher auslesen können.

Elisabeth Pfrommer: Alles in allem ist vor allem der Zeitvorteil ein riesiger Vorteil, weil die Ärzte dann ja auch viel schneller und gezielter behandeln können. So nach eurer Einschätzung, könnte die Ramanspektroskopie wirklich helfen zu verhindern, dass sich mehr Antibiotikaresistenzen ausbreiten?

Anja Silge: Dadurch, dass wir eben sehr schnell testen können, ist unsere Vision, dass wir den Ärzten ein Instrument an die Hand geben, dass sie wirklich gezielt therapieren können und eben nicht durch diese lange Wartezeit, die bei den wachstumsbasierten Methoden 12 oder 24 Stunden dauern, nicht einfach irgendein Antibiotikum oder ein Breitbandantibiotikum einsetzen, sondern eben durch die verkürzte Diagnostikzeit sehr gezielt das Antibiotikum einsetzen können, was auch gegen den Keim hilft und damit auf jeden Fall einen Teil dazu beitragen, dass verhindert wird, dass Antibiotika-Resistenzen weiter entstehen durch den Einsatz von Breitbandantibiotika.

Elisabeth Pfrommer: Was mich interessieren würde, dass ja auch viel mittlerweile auf DNA-basiert Diagnostik stattfindet, also PCR-basiert, das kennen ja viele von euch wahrscheinlich noch aus der Pandemie auch. Wie steht es da im Vergleich? Weil das ist ja sehr spezifisch, es geht auf einzelne Gene. Und ihr guckt euch ja jetzt eher metabolische Veränderungen an. Könntet ihr das vielleicht auch nicht nur auf den goldenen Standard von der Kultur vergleichen, sondern zu diesen neueren Standards, die man jetzt mittlerweile in vielen Kliniken sieht, vergleichen.

Anja Silge: Was wir machen, ist ein phänotypischer Test. Wir schauen wirklich in dem Moment, wo uns das Bakterium vorliegt, ob es auf die verschiedenen Antibiotika reagiert oder nicht. Was wir nicht sagen können, welche Resistenzen genomisch, sag ich mal, im Bakterium verankert sind. Es kann oft auch sein, zumindest ist das, was uns unsere mikrobiologischen Kollegen erklären, dass Bakterien zwar Resistenzen in ihrem Genom haben, die aber phänotypisch gerade nicht ausgeprägt sind. Das heißt, dass das Antibiotika im Trend trotzdem helfen. Und wir sehen wirklich, phänotypisch in der Konstitution, wie das Bakterium uns vorliegt, ob es reagiert oder nicht. Das heißt, da streiten sich auch die Kliniker. Was ist jetzt das Bessere, es genomisch zu testen oder phänotypisch zu testen? Wir finden natürlich phänotypisch besser.

Christian Nehls: Genotypisch bedeutet also jetzt in die Erbinformation reinzuschauen und da auszulesen, welche Resistenzen da reingeschrieben sind und phänotypisch ist einfach das Verhalten sich anzuschauen, was sozusagen im Experiment zu sehen ist. Ich habe mich jetzt gerade gefragt, kann es dann auch passieren, dass ihr nehmt ja die Bakterien dann aus den Patientinnen raus und schaut euch das im Labor an oder sagen wir auf dem Chip, dass dort andere Bedingungen herrschen, weswegen dann eine Resistenz, die vielleicht da ist, gar nicht wirksam ist. Das heißt sozusagen, in dem Phänotyp, den ihr euch anschaut, das Bakterium nicht reagiert, also empfänglich ist für das Antibiotikum und damit abgetötet werden kann. Aber wenn wir jetzt wieder in den Patienten reingehen, dass da dann die Resistenz doch wieder aktiv ist.

Anja Silge: ch glaube, das ist ein Problem, vor dem auch andere diagnostische Methoden stehen. Also das wäre bei der wachstumsbasierten Methode dann genau das Gleiche. Also in dem Moment, wo ich das Bakterium rausnehme und, sag ich mal, eine Vorkultur habe und ein gewisses Grad an Vorkultur braucht es immer, weil ich ja gegen verschiedene Antibiotika und gegen verschiedene Antibiotikakonzentrationen testen will. Also ich muss ja jedes Well irgendwie zumindest mit einer minimalen Zellzahl befüllen. Also das hat man immer, dieses Risiko.

Elisabeth Pfrommer: Ihr hattet ja vorhin schon einmal angesprochen, dass ihr auch darauf achtet, dass die Kosten nicht so hoch werden. Aber was sind denn die erwarteten Kosten und können sich die Krankenhäuser solche Untersuchungen überhaupt leisten?

Anja Silge: Zu den Kosten machen wir uns sehr viel Gedanken und wir entwickeln die Tests gemeinsam mit klinischen Partnern, vor allem mit unseren Partnern hier in Jena, mit dem Universitätsklinikum. Und hinter solchen Berechnungen stehen sehr komplexe Modelle. Also es geht nicht nur darum, was kostet oder wie ist der Preis pro Test, sondern es ist auch, wie verbessert die Diagnostik die Patientenversorgung. Der Preis soll aber definitiv im einstelligen Bereich sein. Also der Preis pro Test.

Christian Nehls: Das klingt ja alles ein bisschen zu schön, wahr zu sein. ist denn da jetzt der Haken bei eurer Methode?

Anja Silge: Das Ganze in die Praxis zu bringen und wirklich in die klinische Anwendung, ist nicht ganz trivial. Als wir angefangen haben, Bakterien zu messen, haben wir noch auf ganz großen komplexen Forschungs-Raman-Mikroskopen gemessen und hatten nur das Standardwerkzeug der Mikrobiologie zur Verfügung, und viele mikrobiologische Laborartikel wie Petrischalen oder solche Sachen sind für optische spektroskopische Methoden nicht geeignet. Wir haben dann im Laufe der Jahre gemeinsam mit unseren Ingenieuren und mit unseren Werkstätten spezielle Probenhalter und Inkubationskammern sowie den Chip, den Marie-Luise vorhin erwähnt hat, entwickelt. Die sind so konzipiert, dass sich auf der einen Seite die Bakterien wohl darin fühlen, dass sie mit den Antibiotika reagieren können und dass wir fast ungehindert da mit unserem Laser reinschauen können, also dass wir wirklich mit unserem Laser den Bakterien quasi bei dem Überlebenskampf zuschauen können. Was wir uns auch überlegt haben, ist, diese Raman-Mikroskope klein und kompakt zu machen, sodass sie nicht mehr in großen optischen Laboren stehen, sondern dass die wirklich in biologische Labore mitgekommen werden. Das Ganze ist natürlich momentan alles noch Handarbeit, wird von unseren Ingenieuren und von unseren wissenschaftlichen Werkstätten produziert. Wir müssen jetzt dahin kommen, dass das Ganze quasi hoch skaliert wird, dass wir wirklich unsere Verbrauchsmaterialien, wie diese Chips, in großer Zahl zur Verfügung haben und eine klinische Validierung durchführen können, sodass wir wirklich an mehreren hundert Patienten zeigen, dass die Diagnostik damit verbessert werden kann. Genau, und wenn wir dann auch noch die BWL-er überzeugen können, dass dieser diagnostische Test Kosten spart, dann hoffen wir auf viele Investoren.

Elisabeth Pfrommer: Und wie weit seid ihr dann noch davon entfernt, dass die Technologie wirklich in den Klinikalltag ankommt?

Marie-Luise Enghardt: Also dafür gibt es ein sogenanntes Technologie-Readyness-Level, woran man werten kann, wie stark so eine Plattform schon in der Klinik eingesetzt werden kann. Von 1, wir sind noch bei der Grundlagenforschung, bis 9, was einen Routinereinsatz in der Klinik widerspiegelt. Und wir liegen etwa gerade bei 6-7. Das heißt, es gibt bereits funktionierende Prototypen eines solchen Kompaktgerätes, was Anja gerade erwähnt hat. Darin können wir auch schon automatisiert vermessen unter klinischen Bedingungen. Das heißt, wir messen auch schon in der Klinik reelle Patientenproben, aber machen das natürlich noch nicht als etablierter Test oder sogar schon so weit, dass wir basierend darauf einen Arzt oder einer Ärztin Hinweise geben würden, welches Antibiotikum jetzt gegeben werden sollte. Aber daran sind wir dran und hoffen natürlich, dass wir auch in Zukunft dann mal möglicherweise die genannten Vorteile auch tatsächlich in der Klinik zeigen können.

Christian Nehls: Ich höre ja jetzt raus, dass es schon langsam in die Richtung geht, dass ihr am Ende auch ein Produkt habt, was dann sozusagen benutzt und verkauft werden soll. Habt euch denn da schon Gedanken darüber gemacht, eine Firma auszugründen oder etwas in die Richtung geplant?

Anja Silge: Unser Ziel ist es auf jeden Fall, diesen Test auf den Markt zu bringen und in die klinische Anwendung. Und dafür haben wir in Jena das Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung. Und das ist eine Art One Stop Agency, wo wir solche Translation vorantreiben können. Und hier wird der Raman-Bio-Assay und die Raman basierte Antibiotika Sensitivitäts Testung auf jeden Fall in Richtung Translation weiterentwickelt.

Elisabeth Pfrommer: Vielen Dank für das interessante Gespräch. Was ich besonders spannend fand, war, dass man wirklich über den Phänotyp von Bakterien geht, um Antibiotikaresistenzen zu bestimmen. Also man schaut wirklich, wie verhält sich das Bakterium in Anwesenheit bzw. Abwesenheit von Antibiotikum. Das fand ich sehr spannend.

Christian Nehls: Ja und was mich auch sehr beeindruckt hat ist die Geschwindigkeit, in der euer Labortest abläuft. Abgesehen von diesen 90 Minuten Inkubationszeit ist der eigentliche Test ja rasend schnell gemacht, und da könnt ihr ja unheimlich viele Bedingungen auch im Endeffekt überprüfen, und da ist bestimmt noch ganz viel zusätzliches Potenzial drin, wenn das erstmal funktioniert, noch mehr zu machen. Ich finde das unheimlich spannend und wünsche euch auf jeden Fall sehr viel Erfolg auf dem weiteren Weg.

Elisabeth Pfrommer: ja und an euch auch vielen Dank fürs Zuhören. Wenn euch diese Folge gefallen hat, abonniert unseren Podcast und teilt ihn mit euren Freunden. Mehr Infos und Quellen zur Folge findet ihr wie immer im Infotext und auf unserer Webseite leibnizinfections.de. Tschüss und bis dahin.