Entwicklung eines Point-of-Care Testsystems zum Nachweis gängiger bakterieller Krankheitserreger in Urinproben von urologischen Patienten und Patientinnen

Für eine schnellere Diagnostik von Harnwegsinfektionen wurden mit einem Point-of-Care Test Urinproben ausgewertet. Mit diesem Test-Panel konnten in prospektiv und retrospektiv gesammelten Urinproben Uropathogene nachgewiesen werden. Durch die schnellere Diagnostik von Harnwegsinfektion können Ärzte und Ärztinnen in der Auswahl des geeigneten Antibiotikums unterstützt werden. Der aktuelle Goldstandard, die mikrobiologische Urinkultur, dauert mindestens 24 Stunden, bis zuverlässige Ergebnisse über enthaltene Keime vorliegen und normalerweise mindestens 48 Stunden, bis wir ein gültiges Antibiogramm erhalten. Diese zeitliche Verzögerung kann zu einer Unter- bzw. Überbehandlung führen, da eine Antibiotikatherapie initial sonst nur kalkuliert empirisch gestartet werden kann. Um dem Bedarf einer schnelleren Bestimmung von Uropathogenen gerecht zu werden, entwickelten wir ein Screeningpanel auf Basis der isothermalen Nukleinsäureamplifikation, der LAMP (Loop-mediated isothermale Amplifikation). Dieses detektiert DNA von den häufigsten Uropathogenen: Escherichia coli, Enterococcus faecium und faecalis, Klebsiella pneumoniae, Proteus spp., Pseudomonas aeruginosa und Enterobacter cloacae. Zusätzlich erstellten wir ein Resistenzgenpanel, das die relevantesten Antibiotikaresistenzen von E. coli vorhersagen konnte. Die Studie dient als Pilotprojekt für ein POCT-Testsystem, mit welchem potenziell die Anwendung von Breitspektrumantibiotika vermindert und eine gezieltere Antibiotikatherapie bei Harnwegsinfektionen ermöglicht werden kann ohne primär auf Ergebnisse der mikrobiologischen Kultur angewiesen zu sein. Das LAMP-Panel zeigte in den Screeninguntersuchungen eine hohe Spezifität und Sensitivität für die jeweiligen Uropathogene. Bei der Resistenzgentestung der E. coli positiven Urinproben mittels LAMP wurden zudem hohe negative Vorhersagewerte verglichen mit der standardmäßigen kulturellen Testung festgestellt: Cefuroxim 92,16%, Cefotaxim 98,18%, Ampicillin 89,29%, Ceftazidim 98,18%, Ciprofloxacin 95,65%, Cotrimoxazol 90,24%, Ampicillin + Sulbactam 93,10%, Piperacillin / Tazobactam 98,21%. Die LAMP-Methode ist damit sehr gut geeignet als Point-of-Care Diagnostik bei Harnwegsinfektionen eingesetzt zu werden. Urine samples were analyzed using a point-of-care test to expedite the diagnosis of urinary tract infections. This test panel was able to detect uropathogens in both prospectively and retrospectively collected urine samples. A quicker diagnosis of urinary tract infections could assist doctors in selecting appropriate antibiotics. The current gold standard, microbiological urine culture, typically takes at least 24 hours to provide results on the bacteria present, and often at least 48 hours before a valid antibiotic susceptibility test result is obtained. This delay can result in under- or over-treatment, as antibiotic therapy may need to be initiated based on empirical calculations. To address the need for faster detection of uropathogens, a screening panel was developed based on isothermal nucleic acid amplification, LAMP (Loop-mediated isothermal amplification). This panel can detect DNA from common uropathogens such as Escherichia coli, Enterococcus faecium and faecalis, Klebsiella pneumoniae, Proteus spp, Pseudomonas aeruginosa and Enterobacter cloacae. Additionally, a resistance gene panel was created to predict relevant antibiotic resistances of E. coli. This study serves as a pilot project for a POCT test system that has the potential to reduce the use of broad-spectrum antibiotics and enable a more targeted antibiotic therapy for urinary tract infections without primarily relying on microbiological culture results. The LAMP panel demonstrated high specificity and sensitivity for the respective uropathogens in screening tests. Resistance gene testing of E. coli positive urine samples using LAMP also showed high negative predictive values compared to standard cultural testing: Cefuroxime 92.16%, Cefotaxime 98.18%, Ampicillin 89.29%, Ceftazidime 98.18%, Ciprofloxacin 95.65%, Cotrimoxazole 90.24%, Ampicillin + Sulbactam 93.10%, Piperacillin / Tazobactam 98.21%. Therefore, the LAMP method is highly suitable for use as a point-of-care diagnostic tool for urinary tract infections.