Der breite und unspezifische Einsatz von Antibiotika hat dazu geführt, dass sich mikrobielle Resistenzen gegen Antibiotika rasant ausgebreitet haben. Antibiotikaresistente Keime verursachen jährlich etwa 700.000 Todesfälle weltweit. In vielen dieser Fälle wurden Patientinnen und Patienten mit nicht wirksamen Antibiotika therapiert, weil Resistenzen der Erreger zu spät nachgewiesen wurden.

Ein neues transatlantisches Fraunhofer-Forschungsprojekt zielt darauf ab, diesen Bedrohungen mit einem innovativen Diagnoseansatz zu begegnen: Ein mikrofluidisches Schnelltestsystem soll mithilfe von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (SWCNT) bakterielle Resistenzen in wenigen Minuten sichtbar machen und damit deutlich schneller als herkömmliche Verfahren.

Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg und dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart wird in den kommenden 18 Monaten eine neuartige Plattform zur schnellen phänotypischen Antibiotikaresistenztestung (AST) entwickelt. „Die klinische Mikrobiologie braucht dringend flexible und schnelle AST-Tools, die mit der Geschwindigkeit des Infektionsgeschehens Schritt halten können“, erklärt Jan Stegemann, Projektleiter am Fraunhofer IMS. „Unser Ziel ist eine funktionale Plattform, die noch deutlich vor dem Zelltod des Erregers metabolische Veränderungen als zelluläre Stressreaktion auf ein Antibiotikum erkennt und so eine frühzeitige, evidenzbasierte Therapieentscheidung unterstützt.“

Derzeit basieren viele marktübliche Systeme auf Zellwachstum in Mikrotiterplatten und benötigen acht bis 16 Stunden, um zu einem Ergebnis zu kommen. Die neue Plattform „µFLOWDx“ soll künftig in nur wenigen Minuten verwertbare Erkenntnisse liefern und damit einen potenziellen Durchbruch für Forschung, Klinik und Pharmazie ermöglichen. Im Rahmen des Projekts soll ein funktionsfähiger Prototyp entstehen, der unter praxisnahen Bedingungen validiert werden kann. Perspektivisch ist auch eine Kommerzialisierung als Diagnostik-Tool geplant.

Erste Marktanalysen zeigen ein hohes Interesse: Das Segment der klinischen Mikrobiologie wächst und wird von international führenden Unternehmen dominiert, jedoch ohne Lösungen, die eine vergleichbare Geschwindigkeit und Sensitivität bieten.

Gefördert wird das Projekt im Rahmen des Fraunhofer-internen PACT-Programms (Fördernummer: 40-11763) zur Stärkung transatlantischer Forschung. Es läuft vom 01.07.2025 bis 31.12.2026. Neben der angestrebten Technologieentwicklung stehen auch gemeinsame Publikationen, Messeauftritte sowie Folgeanträge bei internationalen Förderprogrammen auf der Agenda.

Quelle: PI Fraunhofer Institut