Ein transatlantisches Forschungsprojekt der Fraunhofer-Institute zielt darauf ab, die wachsende Bedrohung durch antibiotikaresistente Bakterien mit einem innovativen Schnelltestsystem zu bekämpfen. Das mikrofluidische System nutzt Kohlenstoff-Nanoröhrchen, um bakterielle Resistenzen in wenigen Minuten nachzuweisen, deutlich schneller als herkömmliche Methoden. Das Projekt, geleitet vom Fraunhofer USA Center for Manufacturing Innovation (CMI) in Boston, wird vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) in Duisburg und dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart unterstützt. Es läuft vom 1. Juli 2025 bis 31. Dezember 2026 und wird im Rahmen des Fraunhofer-PACT-Programms gefördert (Fördernummer: 40-11763).

Antibiotikaresistenzen, die durch den breiten und unspezifischen Einsatz von Antibiotika entstehen, verursachen weltweit etwa 700.000 Todesfälle jährlich, oft weil Resistenzen zu spät erkannt werden. Die neue Diagnostikplattform „µFLOWDx“ soll dies ändern, indem sie metabolische Stressreaktionen von Bakterien auf Antibiotika in Echtzeit erfasst. Das System kombiniert spezielle Oberflächen, die Bakterien aus Patientenproben binden, mit hochsensitiven optischen Sensoren auf Basis fluoreszierender Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Diese Sensoren detektieren Moleküle wie ATP oder Wasserstoffperoxid, die bei Resistenztests freigesetzt werden. Bleibt das Fluoreszenzsignal unverändert, liegt eine Resistenz vor.

Das Fraunhofer IGB entwickelt Oberflächenmodifikationen für hohe bakterielle Adhäsion, während das Fraunhofer IMS sensitive Biosensoren beisteuert. Die Integration erfolgt durch das Fraunhofer USA CMI. Ziel ist ein funktionsfähiger Prototyp, der unter realen Bedingungen validiert wird, mit Potenzial für eine spätere Kommerzialisierung. Marktanalysen zeigen großes Interesse, da bestehende Systeme, die 8 bis 16 Stunden benötigen, nicht mit der Geschwindigkeit und Sensitivität der neuen Plattform konkurrieren können. Die Ergebnisse könnten die klinische Mikrobiologie revolutionieren und schnellere, evidenzbasierte Therapieentscheidungen ermöglichen.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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