Biosensor-Entwicklerin mit 5.000-Euro-Preis ausgezeichnet Medikamentenspiegel per Atemluft überwachen

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Ein Biosensor zum Kampf gegen Antibiotikaresistenz ist das Siegerprojekt beim diesjährigen Klee-Preis. Die Entwicklerin Hatice Ceren Ates von der Universität Freiburg erhält 5.000 Euro Preisgeld für ihre Erfindung, mit der sich der Antibiotikaspiegel in Blut, Speichel oder auch der Atemluft bestimmen lässt. Dies soll die Dosierung verbessern und die Entstehung von Antibiotikaresistenzen vermeiden.

Frankfurt am Main – In der klinischen Praxis besteht das Ziel darin, die Medikamentenkonzentration im Blut des Patienten innerhalb eines bestimmten therapeutischen Bereichs zu halten. Dies ist auch bei der Gabe von Antibiotika entscheidend. Zu hohe Konzentrationen sind nicht nur unnötige Verschwendung von teuren Medikamenten, sondern mitunter auch schädlich. Zu niedrige Konzentrationen erfüllen hingegen nicht die gewünschte Wirkung und führen im schlimmsten Fall zu neuen Resistenzen gegen die Antibiotika. Den Bereich zwischen „zu viel“ und „zu wenig“ zu treffen, ist eine schwierige Aufgabe, da er von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich ist.

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„Um die dafür regelmäßig nötigen Messungen kostengünstig und schnell durchführen zu können, habe ich einen elektrochemischen Multiplex-Biosensor zur zeitlichen Überwachung von Antibiotika entwickelt, der gleichzeitig mit verschiedenen Körperflüssigkeiten arbeiten kann – beispielsweise mit Blut-, Plasma-, Urin-, Speichel- oder Atemgasproben“, sagt Hatice Ceren Ates, Doktorandin am FIT Freiburger Zentrum für interaktive Werkstoffe und bioinspirierte Technologien und Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK). „In der Studie zeigen wir, dass sich mit dem Sensor die Antibiotika-Konzentration sogar in der Atemluft von Säugetieren messen lässt und diese mit dem Antibiotikaspiegel in deren Blut korreliert. Das war bislang noch nicht möglich.“

Mit ihrem neu entwickelten Sensor leistet Ates einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen Antibiotikaresistenzen und wird daher mit dem mit 5.000 Euro dotierten Klee-Preis ausgezeichnet.

Außerdem basiert der Test auf einem Penicillin-bindenden Protein – einem natürlichen Rezeptorprotein, welches resistente Bakterien nutzen, um die für sie bedrohlichen Antibiotika zu erkennen und zu bekämpfen. „Indem wir diese Proteine zu unserem Vorteil einsetzen, schlagen wir die Bakterien mit ihren eigenen Waffen“, sagt die Ates.

Weitere Auszeichnungen

Den zweiten Platz des Klee-Preises mit 2.000 Euro erhält Dr. Maria Francisca Porto Cruz, ebenfalls von der Universität Freiburg. Sie hat in ihrer Dissertation ein Implantat entwickelt, mit dem die Übertragung von Signalen vom Gehirn zu einem Computer verbessert werden kann. Eine Technologie, die bei Brain-Computer-Interfaces zum Einsatz kommt, mit denen etwa Menschen geholfen werden könnte, die weder mit ihrer Stimme noch mit Gesten kommunizieren können.

Giorgio Luongo vom Karlsruher Institut für Technologie KIT erhält den dritten Platz mit 1.000 Euro. In seiner Doktorarbeit stellt er Methoden vor, die mithilfe von klinischen Daten, Simulationen und maschinellem Lernen den Weg für eine maßgeschneiderte Therapie von Vorhofflimmern und Vorhofflattern ebnen.

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