Institut für bakterielle Infektionen und Zoonosen (IBIZ)

Antibiotika-Resistenzen stellen durch die zunehmende Einschränkung des Behandlungserfolgs bakterieller Infektionen eine immer größere Herausforderung für praktizierende Tierärzte dar. Bakterien, die durch Antibiotika nicht abgetötet werden, können Resistenzen entwickeln (erworbene oder sekundäre Antibiotikaresistenzen). Es ist davon auszugehen, dass jede Anwendung eines Antibiotikums der Entwicklung von Resistenzen Vorschub leistet. Allerdings gibt es auch Bakterien, die aufgrund natürlicher, bereits vorhandener Resistenzmechanismen gegen bestimmte Antibiotika unempfindlich sind (sog. intrinsische oder primäre Antibiotikaresistenz, z.B. Ampicillin bei Klebsiella pneumoniae, Tetracyclin bei Proteus mirabilis). Bei Multiresistenzen handelt es sich um Resistenzen eines Keimes gegen gleichzeitig mehrere Antibiotikaklassen.

Das Labor für AMR erforscht die Zusammenhänge, die zur AMR-Entwicklung in der ersten Stufe der Primärproduktion, dem erkrankten Nutztier, führen, setzt Erfordernisse der europäischen und nationalen Gesetzgebung um (AHL, OCR, TGG und TAMG) und entwickelt praxisbezogene State of the Art-Bekämpfungs- und Kontrollstrategien zur AMR für Nutz-, Heim- und Wildtiere. Die hohe Qualität der Untersuchungsergebnisse steht dabei im Fokus. Untersuchungen auf Resistenzen erfolgen routinemäßig mittels international anerkannter quantitativer Verfahren. Die Qualität der Ergebnisse wird durch die Teilnahme an nationalen und internationalen Ringversuchen (Laborvergleichsuntersuchungen, z.B. des BVLs und des INSTAND e.V.) gewährleistet. Für die gezielte epidemiologische Untersuchung von Resistenzen steht eine Vielzahl moderner molekularbiologischer Methoden, wie z.B. PCR und WGS, zur Verfügung.

Das IBIZ ist an zahlreichen nationalen und internationalen Studien zum Thema Antibiotikaresistenz beteiligt. IBIZ-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beraten auch die Politik und den öffentlichen Tiergesundheitsdienst. Schwerpunkte sind Untersuchungen zur Antibiotikaresistenz bei Zoonose-Erregern und Erregern, die Veterinär- und öffentliche Gesundheit gefährden. Hierfür führt das Labor die Resistenztestungen bei Isolaten durch, die vom Tier, von Lebens- und Futtermitteln und aus der Umwelt stammen.

• Phänotypische Antibiotikaresistenztestung
• Molekularbiologie der Antibiotikaresistenz
• Forschung und Beratung
• Erforschung molekularer Grundlagen zunehmender Resistenzen von Krankheitserregern
• Entwicklung von Diagnoseverfahren zur Bestimmung der Entstehung von Resistenzen
• Überführung und Validierung dieser Neuentwicklungen in die Praxis

Der in vitro-Empfindlichkeitsprüfung kommt dabei eine wichtige Rolle zu. Empfindlichkeitsprüfungen können qualitativ, semi-quantitativ oder mittels Verwendung molekularbiologischer Methoden durchgeführt werden.

Die Ergebnisse der qualitativen Methoden sind in der Regel folgendermaßen angegeben: „empfindlich (S)“, „intermediär (I)“ und „resistent (R)“. Die weit verbreitete klassische Agardiffusions-Methode (Kirby-Bauer-Test) kann für schnell wachsende Bakterien angewendet werden. Hier werden antibiotikaimprägnierte Plättchen auf Agarmedien aufgelegt, die mit dem zu testenden Erreger beimpft wurden.

Mit semiquantitativen Methoden wird die Mindestkonzentration einer Substanz bestimmt, die erforderlich ist, um das Wachstum eines bestimmten Krankheitserregers in vitro zu hemmen. Diese minimale Hemmkonzentration (MHK) wird als numerischer Wert ausgedrückt, der dann einer der drei Kategorien (S), (I) oder (R) zugeordnet wird.

Das Bouillon-Dilutionsverfahren ist der Goldstandard, der in den meisten Referenzlabors weltweit verwendet wird. 

Eine alternative Methode verwendet einen Polyesterstreifen (E-Test), der über die ganze Länge mit einem Konzentrationsgradienten imprägniert ist. 

Empfindlichkeitsprüfungen können mittels eines automatisierten computergestützten Systems durchgeführt werden. Die Daten der Probe werden elektronisch erfasst und die entsprechende Antibiotika-Testkarte zugeordnet. 

Nukleinsäurebasierte Methoden beinhalten molekularbiologische Verfahren, die denen für Erregeridentifikationen ähneln und bekannte Resistenzgene oder Mutationen mittels PCR und WGS detektieren. Obwohl eine Reihe solcher Gene bekannt ist, bedeutet ihr Vorhandensein nicht automatisch in vivo-Resistenz. Da auch neue Mutationen oder andere Resistenzgene vorhanden sein können, garantiert ihre Abwesenheit nicht Antibiotikaempfindlichkeit. Aus diesen Gründen sind phänotypische Empfindlichkeitstests nach wie vor das Standardverfahren zur Bewertung der Empfindlichkeit von Bakterien gegenüber antimikrobiellen Arzneimitteln.