London. Forschern gelang es mit Hilfe einem Schnelltest, im Atem von Mäusen verschiedene Bakterien zu bestimmen. Die Mäuse wurden zuvor mit Bakterien infiziert, die Verursacher von Lungenentzündungen sind und häufig in Krankenhäusern auftreten. Derzeit wird das Verfahren an Menschen erprobt.

Lungenkeime hinterlassen eindeutige Spuren in der Atemluft. Mit einer einfachen chemischen Analyse konnten Forscher bestimmen, welche Bakterien die Atemwege ihrer Patienten befallen hatten. Damit könnte ein komfortabler Schnelltest auch für den gefürchteten resistenten Krankenhauskeim MRSA möglich werden, schreiben die Forscher im "Journal of Breath Research".

Alle Organismen erzeugen bei ihrem Stoffwechsel sogenannte flüchtige organische Verbindungen (VOCs). Das sind kohlenstoffhaltige Moleküle, die bei Raumtemperatur als Gas vorliegen. Die Zusammensetzung der verschiedenen VOCs, die ein Organismus verursacht, ist für jede Art unterschiedlich. Auch Bakterienarten lassen sich daran wie mit einem Fingerabdruck identifizieren.

Ein Molekül auf eine Billion Teilchen genügt zum Nachweis

Diesen Umstand machten sich die Forscher der University of Vermont zunutze. Sie infizierten Mäuse mit den Bakterien Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus aureus. Beide Arten sind häufige Verursacher akuter und chronischer Lungenentzündungen. 24 Stunden nach der Infektion untersuchten die Forscher die Atemluft der Mäuse auf VOCs.

Das verwendete Analyseverfahren namens Sekundäre Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (SESI-MS) kann ein einzelnes VOC-Molekül in einer Billion Luftteilchen nachweisen. Die Forscher fanden statistisch signifikante Unterschiede zwischen der Atemluft infizierter und gesunder Mäuse. Auch die zwei unterschiedlichen Bakterienarten hielten die Wissenschaftler mit hoher Sicherheit auseinander. Die Genauigkeit des Verfahrens ging so weit, dass es sogar möglich war, zwei unterschiedliche Stämme des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa zu unterscheiden.

Methode wird zurzeit am Menschen erprobt

Als wahrscheinliche Erklärung für diesen Erfolg führt die Studie an, dass die Bakterien VOCs erzeugen, die in der Atemluft von Mäusen – und vermutlich auch Menschen – bei gesunder Lunge nicht vorkommen. "Wir haben belastbare Belege dafür, dass wir zwischen bakteriellen Infektionen der Lunge in Mäusen anhand eines Atemprofils unterscheiden können", erklärte Koautorin Jane Hill. Der SESI-MS-Ansatz sei dafür sehr effektiv.

Hill ergänzt: "Ich vermute, dass wir ebenfalls in der Lage sein werden, zwischen bakteriellen, viralen und Pilzinfektionen zu differenzieren." Zurzeit erproben die Forscher ihr neues Verfahren am Menschen. Bislang mussten Ärzte bei Lungeninfektionen eine Sekretprobe nehmen, die darin enthaltenen Bakterien vermehren und die entstehenden Kolonien biochemisch testen, um sie zu identifizieren. Das neue Verfahren verkürzt die Zeit bis zur Diagnose von Tagen auf einige Minuten. Die Forscher glauben, dass auch Tests auf Tuberkulose und den Antibiotika-resistenten Krankenhauskeim MRSA auf diesem Weg möglich sein werden. Ähnliche Ansätze würden zudem untersucht, um anhand der Atemluft Krebs, Asthma und Diabetes zu diagnostizieren. (dapd)