Im Projekt BES2D wird ein Sepsis-Diagnostiksystem zum schnellen Erregernachweis im Blut entwickelt, um die Medikation frühzeitig an den Erreger anzupassen, da mit jeder Stunde die Letalität um sieben Prozent steigt. Hierfür werden Methoden zur Aufkonzentrierung, zum biosensorischen Nachweis und zur Grobtypisierung entwickelt und in ein Bedside-System integriert.
Innerhalb der gängigen klinischen Praxis wird dem Patienten bei Sepsis-Verdacht Blut entnommen und je zehn Milliliter in Blutkulturflaschen übertragen. Zudem wird initial ein Breitbandantibiotikum verabreicht. Der Erregernachweis erfolgt in Blutkulturautomaten. Anschließend werden Erreger hinsichtlich Typ und Resistenz charakterisiert.
Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie)
dem BES2D-System (Quelle: Technische Universität München, Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie)
Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie)
rechts: Beschleunigte Erregerdiagnostik mit dem BES2D-System (Quelle: Technische Universität München, Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie)
Der Erregernachweis in Blut stellt aufgrund der geringen Keimdichte (1-10 CFU/ml) jedoch eine große Herausforderung dar. Vor allem bei anspruchsvollen Bakterien und Pilzen zeigen Blutkulturen häufig falsch-negative Ergebnisse und der Nachweis dauert lange. Aufgrund hoher Standzeiten und Hands-on-Zeiten liegen erste Resistenzinformationen im schlimmsten Fall erst nach sechs Tagen vor. Die Medikation kann daher erst spät angepasst werden. Aufgrund der stündlich steigenden Letalität von sieben Prozent stellt dieser Zeitverlust für betroffene Patienten ein großes Problem dar und soll mit Hilfe des neuartigen Bedside-Sepsis-Schnell-Diagnostiksystems (BES²D) signifikant minimiert werden.
Gemeinsam mit dem Industriepartner Labor Becker wird ein erstes Funktionsmuster zum Schnellnachweis von in Blut befindlichen Erregern entwickelt und validiert. Dabei werden Methoden zur Aufkonzentration mittels Filtration und Inkubation von Erregern im Blut optimiert. Mit Biosensoren (zum Beispiel Spektrometrie, CO2) erfolgt der Infektionsnachweis „live“ innerhalb von sechs bis zwölf Stunden. Mithilfe von KI und spezifischer Inkubation erfolgen in weiteren zwölf Stunden die Typisierung und die erste Resistenz-Charakterisierung zur frühzeitigen Medikamentenanpassung.
Das BES²D-System wird im großen Maßstab bei Labor Becker sowohl hinsichtlich Sensitivität, Spezifität und Nachweisdauer für die methodischen Teilschritte als auch als Gesamtsystem in Referenz zur gegenwärtigen Labordiagnostik evaluiert.
