Spurensuche mittels Nanopartikel in der Krankenhaushygiene

Am Universitätsinstitut für Klinische Mikrobiologie und Hygiene unter der interimistischen Leitung von Oberarzt Jan Marco Kern beschreitet man nun mit der SPED-Forschung völlig neue Wege. Je besser die Ausbreitungswege und Dynamiken von Keimen bekannt sind, desto effektiver können hier Präventivstrategien entwickelt werden. Untersuchungen mit lebenden Mikroorganismen sind jedoch nicht möglich.  

So kommen hier mikroskopisch kleine Nanopartikel, sog. SPEDs (silica nanoparticles encapsulating DNA) zum Einsatz. Markus Wallner, Oberarzt am Institut und Initiator der Studie, erläutert: „Die SPEDs werden bisher in der Industrie verwendet, um Herkunft und Transportwege von Gütern wie Baumwolle, Kaffee oder auch Gold nachvollziehen und verifizieren zu können. Wir dachten uns, dass sich diese Technik möglicherweise eignen könnte, um die Dynamik der Ausbreitungswege von Krankheitserregern im Spital zu simulieren und zu analysieren.“ 

In Kooperation mit der renommierten ETH (Eidgenössische Technische Hochschule) Zürich werden die Silikatpartikel (amorphes SiO₂), in die eine kurze, künstlich hergestellte, nicht-infektiöse DNA-Sequenz eingeschlossen ist, nun erstmals im Rahmen einer Simulationsstudie im klinischen Setting im Uniklinikum Salzburg eingesetzt. Die Partikel selbst sind für den Menschen ungefährlich – amorphes SiO₂ ist in der EU sogar als Lebensmittelzusatz E551 zugelassen. 

Markus Wallner hebt die Bedeutung dieser in der Hygieneforschung bisher noch nicht verwendeten Methode der SPED-Forschung hervor: „Es kommen SPEDs mit unterschiedlicher DNA zur Anwendung, um mehrere unterschiedliche Kontaminationswege nachverfolgen zu können. Die Partikel werden in gelöster Form auf einen definierten Startpunkt im Stationsbereich aufgebracht – je Startpunkt eine SPED-‚Art‘. So können erstmals Übertragungswege im Routinebetrieb einer Station gezielt simuliert und untersucht werden“.

An hochfrequentierten Stationsbereichen, die besonders viele Handkontaktflächen durch Klinikpersonal versprachen (z.B. Computermäuse oder Schubladen), wurden die mit dem bloßen Auge nicht sichtbaren SPEDs aufgebracht und durch die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter unwissentlich verteilt. Zu späteren Zeitpunkten (Stunden bis mehrere Tage nach Versuchsstart) wurden an zuvor definierten Punkten wie Türklinken oder im Aufenthaltsraum der Station Abstriche durchgeführt und mittels PCR (polymerase chain reaction) analysiert. Durch das Wiederauffinden der solcherart in den Partikeln verbreiteten DNA können potentielle Übertragungsrouten nachverfolgt und ausgewertet werden. 

„Da in einem Ausbruchsgeschehen meist nicht zu rekonstruieren ist, wie sich Erreger über eine Station verteilen, und auch bakteriologische Umgebungsuntersuchungen im Nachhinein oft nicht weiterhelfen können, ist diese neue Methode, mit der potentielle Infektions- und Kontaminationsketten dargestellt werden können, besonders interessant. Sie wird wertvolle Hinweise auch für die Prävention solcher Geschehen und damit für die Patientensicherheit bringen“, erklärt Jan Marco Kern.