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Legionärskrankheit

Neuer Schnelltest: Wasser minutenschnell auf gefährliche Legionellen untersuchen

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Erstautorin Catharina Kober mit dem Legiotyper-Chip
Erstautorin Catharina Kober mit dem Legiotyper-Chip (Bild: Jonas Bemetz / TUM)

Legionellen sind stäbchenförmige Bakterien, die beim Menschen eine lebensgefährliche Lungenentzündung auslösen können. Sie vermehren sich in warmem Wasser. Bei einem Ausbruch der Legionärskrankheit ist es wichtig, so schnell wie möglich die genaue Quelle zu finden, um weitere Infektionen zu verhindern. Bei bisherigen Tests auf Legionellen dauert es Tage, bis eine genaue Analyse vorliegt. Ein Forschungsteam der TU München hat nun einen Schnelltest entwickelt, der dies in rund 35 Minuten kann.

München – Legionellen sind stäbchenförmige Bakterien, die beim Menschen eine lebensgefährliche Lungenentzündung auslösen können. Sie vermehren sich in warmem Wasser. Über Kühltürme, Verdunstungs-Rückkühlanlagen und Warmwassersysteme können sie in die Luft gelangen. Die gefährlichste Spezies unter den knapp 50 Legionellen-Arten ist Legionella pneumophila. Sie ist für 80 Prozent aller Erkrankungen verantwortlich. Kommt es zu einem Ausbruch, muss schnellstmöglich die Quelle der Keime identifiziert werden, um weitere Infektionen zu verhindern.

Den Ausbruchsort hat man gefunden, wenn, ähnlich wie beim Vaterschaftstest, die Keime im Prozesswasser der technischen Anlage mit den beim Patienten nachgewiesenen eindeutig übereinstimmen. Dazu sind jedoch oft viele Anlagen zu testen, und die für den Test notwendige Kultivierung dauert rund zehn Tage.

Schneller Nachweis von Legionellen mit Antikörpern

Für den Nachweis des Legionella-Erregers in der Klinik gibt es inzwischen einen Schnelltest, der von den Legionellen gebildete Verbindungen im Urin der Patienten nachweisen kann. „Leider ist dieser Schnelltest nur ein erster Hinweis und für den Nachweis im Wasser technischer Anlagen nicht geeignet“, sagt PD Dr. Michael Seidel, Leiter der Forschungsgruppe am Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie der TU München.

Das Wissenschaftlerteam entwickelte daher im Rahmen des vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekts „Legiotyper“ einen Mess-Chip, der nicht nur den gefährlichen Erreger Legionella pneumophila nachweisen kann sondern auch zeigt, welcher der rund 20 Subtypen vorliegt.

Neuer Legionellen-Schnelltest: Schnell, kostengünstig und vielseitig

Der folienbasierte Mess-Chip nutzt die Mikroarray-Analyseplattform MCR des Münchner Unternehmens GWK. Mithilfe von 20 verschiedenen Antikörpern liefert das System eine vollständige Analyse innerhalb von 34 Minuten. „Im Vergleich zu bisherigen Messungen, liefert die neue Methode nicht nur einen riesigen Geschwindigkeitsvorteil“, sagt Michael Seidel, „sondern ist auch noch so billig, dass wir den Chip zum Einmalgebrauch einsetzen können.“

Das System kann sowohl in der Umwelthygiene als auch in der klinischen Diagnostik angewandt werden. In Kombination mit einem weiteren, DNA-basierten Verfahren kann das System sogar zwischen abgestorbenen und lebenden Legionella-Erregern unterscheiden. Damit ist es möglich, den Erfolg von Desinfektionsmaßnahmen zu überwachen.

Originalpublikationen:

Wunderlich, A.; Torggler, C.; Elsaesser, D.; Lück, C.; Niessner, R.; Seidel, M.: Rapid quantification method for Legionella pneumophila in surface water. Analytical and Bioanalytical Chemistry 2016, 408(9), 2203-2213. DOI: 10.1007/s00216-016-9362-x

Kober, C.; Niessner, R.; Seidel, M.: Quantification of viable and non-viable Legionella spp. by heterogeneous asymmetric recombinase polymerase amplification (haRPA) on a flow-based chemiluminescence microarray. Biosensors and Bioelectronics, 2018, 100, 49-55 – DOI: 10.1016/j.bios.2017.08.053

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