Neuartige Methoden zur Bakterienidentifizierung könnten dazu beitragen, die Diagnose von Krankheiten zu beschleunigen

Pseudomonas aeruginosa ist ein Bakterienstamm, der für mehrere Krankheiten beim Menschen verantwortlich sein kann. Zu den schwerwiegendsten zählen bösartige äußere Otitis, Endophthalmitis, Endokarditis, Meningitis, Lungenentzündung und Septikämie.

Zu den Umgebungen, in denen diese Bakterien am häufigsten vorkommen, gehören Boden, Pflanzen und Wasser. Sie können sogar auf der Haut von Menschen und Tieren gefunden werden, ohne dass es zu Krankheiten kommt, und zwar in einem Prozess, der als bakterielle Besiedlung bezeichnet wird. Mikrobiologische Untersuchungen können dabei helfen, die Ursache bestimmter Infektionskrankheiten zu ermitteln und so die Wahl der besten Behandlung zu erleichtern. Deshalb ist es wichtig, eine schnelle und einfache Möglichkeit zu finden, diese Bakterien zu identifizieren.

Ein neuer Studieveröffentlicht in BioRiskhat dies erforscht, indem er spektroskopische Techniken zur schnellen Analyse direkt an einem Objekt, in diesem Fall einer Schildkrötenhaut, angewendet hat.

„Mikrobielle Organismen spielen eine Schlüsselrolle in der Tiergesundheit und Ökologie. Die Europäische Sumpfschildkröte lebt oft in städtischen Zoogärten und Privathäusern. Die am häufigsten auf Schildkrötenhautoberflächen gefundenen Bakterien waren Pseudomonas-Arten“, sagt Aleksandrs Petjukevics von der Universität Daugavpils, deren Das Team führte die Studie durch.

Was ist Raman-Spektroskopie?

„Klassische mikrobiologische Forschungstechniken haben mehrere Nachteile: Erstens ist es ein ziemlich langwieriger Prozess. Der Mindestzeitraum beträgt 3-4 Tage, aber es können viele Tage und sogar Wochen vergehen, bis der isolierte Erreger genau identifiziert ist, und es werden teure Chemikalien verwendet.“ und Ressourcen“, sagt Petjukevics.

Alternativ ermöglicht die Spektrometrie die Identifizierung einer vorbereiteten Probe eines Mikroorganismus und reduziert gleichzeitig die Identifizierungszeit auf 5–30 Minuten. Raman-Spektren stellen ein Ensemble von Signalen dar, die aus den molekularen Schwingungen einzelner Zellbestandteile gramnegativer Bakterien entstehen und sich über Proteine, Lipide und Kohlenhydrate integrieren.

„Diese zerstörungsfreie chemische Analysetechnik liefert detaillierte Informationen über chemische Struktur, Phase und Polymorphie, Kristallinität und molekulare Wechselwirkungen. Sie basiert auf der Wechselwirkung von Licht mit den chemischen Bindungen innerhalb eines Materials“, sagt Petjukevics.

Forschungsergebnisse und Implikationen

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass Pseudomonas-Bakterien mit dieser Nachweistechnologie schnell identifiziert werden können und eine hervorragende analytische und diagnostische Empfindlichkeit aufweisen, was sie zu einer zuverlässigen Technik macht. Im Gegensatz zu anderen Methoden erfordert diese Technik keine langfristige Vorbereitung der Bakterienproben und keine teuren Reagenzien, was sie für die Untersuchung anderer Bakterienstämme vielversprechend macht.

„Diese Studie hat die Fähigkeit gezeigt, mithilfe der Schwingungsspektroskopie schnell und qualitativ hochwertige Raman-Spektren von Bakterienzellen zu erhalten“, schließt Petjukevics. „Raman-Spektroskopie kann als Expressmethode zur Identifizierung von Mikroorganismen angesehen werden. Sie birgt großes Potenzial für zukünftige Forschungen mit unterschiedlichen Mikroorganismen.“