Neues Bildgebungsverfahren zum Nachweis von Lungeninfektionen in Echtzeit

Lungeninfektionen sind häufige Komplikationsursachen bei mechanisch beatmeten und immunsupprimierten Patienten. Die Diagnose ist jedoch schwierig, erfordert riskante Verfahren und ist zeitaufwendig. Jetzt haben Forscher der Universität Edinburgh ein bildgebendes Verfahren entwickelt, das in der Lage ist, gramnegative Bakterien in Echtzeit im distalen Teil der menschlichen Lunge zu erkennen. Die Ergebnisse wurden in dem Journal “Science Translational Medicine” veröffentlicht.

Die Forscher ermöglichen den spezifischen Nachweis von gramnegativen Bakterien in distalen menschlichen Atemwegen und Alveolen innerhalb von Minuten. Hierzu nutzen sie eine fluoreszierende Sonde, die an Lipid A, ein Molekül, das auf gramnegativen bakteriellen Membranen exprimiert wird, in Kombination mit einem optischen Endomikroskop. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Ansatz die Diagnose von bakteriellen Lungeninfektionen beschleunigen und die Bewertung der Wirksamkeit von Antibiotika-Behandlungen erleichtern könnte.

“Wir müssen dringend neue Verfahren zur Diagnose von Infektionen bei Patienten entwickeln und testen und auch unser Verständnis von menschlichen Krankheiten verbessern. Unser interdisziplinäres Proteus-Team entwickelt Technologien der nächsten Generation zur Verbesserung der Patientenversorgung”, erklärt Kevin Dhaliwal, Autor der Studie und Professor für Molekulare Bildgebung und Gesundheitstechnologie und Berater für Atemwegsmedizin, Universität Edinburgh.

Bei der neuen Bildgebungstechnologie werden chemische Sonden in die Lunge der Patienten gesprüht, die aufleuchten, wenn sie an gramnegativ Bakterien binden. Diese Fluoreszenz wird in Echtzeit mit winzigen Glasfaserschläuchen nachgewiesen, die sich tief in der Lunge des Patienten befinden.

Das Forscherteam entwickelte die Technologie im Labor und testete die Sonde dann bei Patienten mit Bronchiektasie und Intensivpatienten, die einen Infektionsverdacht hatten. Auffällige Fluoreszenz wurde in der Lunge von Patienten mit Bronchiektasien beobachtet, die gramnegative Bakterien im distalen Teil ihrer Lunge hatten.

Auch bei Intensivpatienten wurden die Bakterien mit der neuen Technologie erfolgreich visualisiert. Bei einigen dieser Patienten hatten konventionelle Methoden negative Ergebnisse erbracht. Den Forschern nach ist dies nicht überraschend, da die Individuen mit verschiedenen starken Antibiotika behandelt wurden.

Die Experten schlussfolgern, dass die Technologie die Entscheidungsfindung am Krankenbett bei schwerkranken Patienten ermöglichen wird und dazu beiträgt, den unnötigen Einsatz von Antibiotika zu vermeiden. Das neue Bildgebungsverfahren könne den Ärzten helfen, die Krankheit der Patienten besser zu überwachen, so dass die Behandlung gestoppt werden kann, sobald die Infektion behoben ist oder wenn alternative Therapien erforderlich sind. Die Technologie könne auch helfen, Lungeninfektionen besser zu verstehen und den Weg für die Entwicklung verbesserter Behandlungen ebnen.