„Februar 2009. Ich verletze mich bei einem Hockey-Spiel. Kniesehnen sind gerissen. Schon wenige Tage später komme ich in einer renommierten Stuttgarter Klinik unters Messer. Eine Routine-Operation, heißt es. Nach fünf Tagen kann ich heim. […]
Vier Tage später bin ich wieder da. Das Knie ist zu einem fast melonengroßen Klumpen angeschwollen. Die kleinste Bewegung verursacht Höllenschmerzen. Die Ärzte diagnostizieren eine Entzündung. Notoperation, das Gelenk muss sofort gespült werden.“
Malte Arnsperger erzählt in seinem Artikel „Nach der Routine begann der Horror“ auf stern.de seine Leidensgeschichte, verursacht durch den Krankenhauskeim Staphylococcus aureus. Der Erreger hatte nach einer Operation eine Entzündung am Knie hervorgerufen. Ob Herr Arnsperger bereits vor dem Eingriff mit Staphylococcus aureus besiedelt war oder erst durch hygienische Mängel im Krankenhaus infiziert wurde, wird letztlich nicht geklärt - es wäre jedoch beides möglich. Auch nach der erwähnten Gelenkspülung und einer zweiwöchigen Antibiotikatheraphie konnten die Bakterien nicht vollständig entfernt werden, sodass Malte Arnsperger nach drei Monaten ein eigroßes Abszess aus dem Knie entfernt werden musste. Bereits einen Monat später folgt die nächste Operation. Im Juli 2010 ist der Staphylococcus aureus nach fünf Monaten Hockey längst vergessen - bis zu dem Moment, an dem das Knie wieder angeschwollen ist und Staphylococcus aureus diagnostiziert wird. Der Oberarzt sagt: „Ganz sicher werde man nie sein können, dass der Keim weg ist.“
Das Schicksal von Malte Arnsperger ist kein Einzelfall und spiegelt die Erfahrung vieler Menschen wider, die Entzündungen durch diesen Krankenhauskeim erleiden mussten. Doch was genau ist Staphylococcus aureus? Dies und weitere Aspekte, wie Kolonisation, Übertragung, sowie die Methicillin-resistenz bestimmter Staphylococcus aureus-Stämme und deren PCR-basierter Nachweis werden in dieser Seminararbeit erläutert.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Staphylococcus aureus
2.1 Allgemeines
2.2 Vorkommen
2.3 Übertragung
2.4 Pathogenitäts- und Virulenzfaktoren
2.5 Erkrankungen und Infektionen
2.6 Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA)
2.6.1 Resistenzmechanismus
2.6.2 Kolonisation, Risikofaktoren und Übertragung von MRSA
2.6.3 Gefahr und Ausbreitung
3. Material und Methode
3.1 Versuchsfrage
3.2 GenoQuick® MRSA-Kit von Hain Lifescience
3.3 Durchführung des PCR-Nachweises von MRSA
3.3.1 Testkonzept zum Direktnachweis von MRSA aus Probenmaterial
3.3.2 Testpersonenauswahl
3.3.3 Probenentnahme, Transport und Lagerung
3.3.4 DNA-Isolierung
3.3.5 PCR – Polymerase Kettenreaktion
3.3.5.1 Komponenten der PCR
3.3.5.2 Amplifikationsansatz
3.3.5.3 PCR-Prozess
3.3.6 Detektion
3.4 Agarose-Gelelektrophorese
3.5 Auswertung und Interpretation der Ergebnisse
4. Fazit
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die Eigenschaften des Krankenhauskeims Staphylococcus aureus sowie die Mechanismen und Risiken der Methicillin-Resistenz (MRSA). Ein zentrales Ziel ist die praktische Erprobung und kritische Evaluation eines PCR-basierten Schnelltestverfahrens zum Nachweis von MRSA aus Humanproben.
- Biologische Grundlagen und Pathogenität von Staphylococcus aureus
- Mechanismen der Antibiotika-Resistenz und deren epidemiologische Bedeutung
- Methodik des PCR-basierten Direktnachweises mittels GenoQuick®-System
- Durchführung einer praktischen Testreihe an Probanden und Fehleranalyse
- Diskussion von Diagnosemethoden zur Eindämmung nosokomialer Infektionen
Auszug aus dem Buch
3.3.1 Testkonzept zum Direktnachweis von MRSA aus Probenmaterial
Wie bereits erläutert, ist das mecA-Gen bzw. dessen Syntheseprodukt PBP2a ausschlaggebend für eine bestehende Resistenz gegenüber diversen Antibiotika und wurde deswegen bei der klassischen PCR zum Nachweis von MRSA häufig als Marker verwendet und millionenfach vervielfältigt. Jedoch liegt dieses Gen sowohl bei Koagulase-negativen, als auch bei Koagulase-positiven Staphylokokken vor, was einen spezifischen Nachweis von MRSA durch die Anwesenheit des mecA-Gens deutlich erschwert: Bei einer Mischkolonisation beider Arten am Abstrichort könnten somit DNA von S. aureus-Organismen und „das mecA-Gen aus den Methicillin-resistenten Koagulase-negativen Staphylokokken nebeneinander vorkommen“. Dadurch könnte ein positives Testergebnis sowohl für S. aureus, als auch für das mecA-Gen vorliegen, was fälschlicherweise auf MRSA schlussfolgern würde.
Eine Lösung zum Direktnachweis von MRSA lieferte die Gruppe von Huletsky et al. erst im Jahr 2001, was die Neuartigkeit dieses Konzepts verdeutlicht. Bedeutend dafür ist die SCCmec-Kassette als Sequenzelement, welche unter anderem das mecA-Gen beinhaltet. Dieses SCCmec-Element befindet sich immer neben einem S. aureus-spezifischen Genabschnitt, welcher als orfX bezeichnet wird. In dem Übergangsbereich zwischen der SCCmec und das orfX besteht nun die Möglichkeit, eine PCR durchzuführen, welche gleichzeitig die Kassette mit mecA-Gen und das S. aureus-spezifische orfX vervielfältigt. Da beide nachzuweisenden Elemente direkt nebeneinander liegen, findet die PCR demnach nur an einem „Ort“ (= single locus-PCR) statt. Bei einer Multiple loci-PCR müsste man das mecA-Gen und das S. aureus-spezifische Gen getrennt nachweisen, welche entfernt voneinander auf dem Genom liegen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Anhand einer Fallgeschichte eines Patienten mit einer MRSA-Infektion wird die klinische Relevanz und Gefährlichkeit des Keims aufgezeigt.
2. Staphylococcus aureus: Dieses Kapitel erläutert die Biologie, die Vorkommen, die Übertragungswege sowie die Pathogenitätsfaktoren des Erregers und spezifiziert die Mechanismen der Methicillin-Resistenz.
3. Material und Methode: Hier werden das Testdesign, die verwendeten Kits, die Probenentnahme von zwölf Probanden sowie der detaillierte Ablauf der DNA-Isolierung und PCR-Analyse beschrieben.
4. Fazit: Die Arbeit resümiert die Gefahr durch MRSA, die Bedeutung verbesserter Hygienemaßnahmen und diskutiert die Möglichkeiten sowie Grenzen des untersuchten PCR-Schnelltests.
Schlüsselwörter
Staphylococcus aureus, MRSA, Methicillin-Resistenz, Polymerase-Kettenreaktion, PCR, Krankenhauskeim, Nosokomiale Infektion, Diagnostik, mecA-Gen, SCCmec, Antibiotikaresistenz, Klinische Mikrobiologie, GenoQuick, Infektionsprävention, Pathogenitätsfaktoren.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Bakterium Staphylococcus aureus und der Problematik von Methicillin-resistenten Stämmen (MRSA), insbesondere im klinischen Umfeld.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Der Fokus liegt auf den biologischen Eigenschaften des Erregers, der Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen und der praktischen Anwendung molekularbiologischer Nachweisverfahren.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, das Prinzip und die Durchführung eines PCR-basierten Schnelltests zur Identifizierung von MRSA kritisch zu beleuchten und an realen Proben zu testen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Autorin/der Autor nutzt die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), spezifisch eine Single-locus-PCR mit dem GenoQuick®-System, ergänzt durch eine Agarose-Gelelektrophorese zur Ergebniskontrolle.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst eine theoretische Aufarbeitung der MRSA-Problematik, gefolgt von einer detaillierten methodischen Anleitung zur Probenahme, DNA-Isolierung, Amplifikation und Auswertung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind MRSA, Antibiotikaresistenz, PCR-Diagnostik, nosokomiale Infektionen, mecA-Gen und Staphylococcus aureus.
Warum wird beim Nachweis ein spezielles Testkonzept (SCCmec-orfX-Übergang) genutzt?
Dieses Konzept verhindert falsch-positive Ergebnisse, da es sicherstellt, dass das mecA-Gen direkt mit dem S. aureus-Genom verknüpft ist, anstatt es als isoliertes Gen bei Mischinfektionen zu detektieren.
Wie lässt sich das negative Testergebnis bei der Positivkontrolle erklären?
Die Analyse deutet auf einen Fehler bei der Amplifikation oder dem Ansatz hin, möglicherweise bedingt durch die Qualität der isolierten DNA oder Hemmstoffe, was durch die schwache Bandenentwicklung verdeutlicht wird.
Warum wurde eine Agarose-Gelelektrophorese durchgeführt?
Sie diente als zusätzliche Kontrollmethode, um nach den unerwarteten PCR-Testergebnissen zu verifizieren, ob die Amplifikationsreaktion an sich erfolgreich verlaufen war.
- Arbeit zitieren
- Niko Michl (Autor:in), 2014, PCR-basierter Nachweis von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/293371
