Zuerst befallen sie nur eine kleine Stelle im Körper, vielleicht einen frischoperierten Knochen, vielleicht aber auch die Lunge oder eine Herzklappe. Doch das reicht ihnen nicht. Nach und nach breiten sie sich im Körper aus, zerstören Knochen und Gewebe. Im schlimmsten Fall kommt es zu einem septischen Schock. Dabei kann man sie eigentlich ganz gut bekämpfen, die Bakterien: mit Antibiotika. Doch dafür muss der Arzt die bakterielle Infektion erst einmal erkennen. Und das sei nicht so leicht, sagt der Chemiker Niren Murthy.
"Ein klassischer Fall ist der: Ein Patient kommt einfach nur mit hohem Fieber zum Arzt. Für den Arzt ist es aber ziemlich schwer, herauszufinden, was genau das Fieber auslöst. Und wenn sich der Arzt nicht sicher ist, ob Bakterien dahinter stecken, dann wird er dem Patienten vielleicht erstmal keine Antibiotika geben."
Niren Murthy forscht am Georgia Institute of Technology in Atlanta. Er und sein Team wollen den Ärzten dabei helfen, die Bakterien so früh wie möglich aufzuspüren, und zwar bevor sie sich im ganzen Körper ausbreiten. Die Forscher haben ein Kontrastmittel entwickelt, mit dem sie die Bakterien im Körper zum Leuchten bringen, also sichtbar machen können. Bei Ratten funktioniert das schon ganz gut.
"Wir hoffen, dass wir damit auch beim Menschen bakterielle Infektionen ganz früh erkennen können, schon dann, wenn sich der Patient einfach nur ein bisschen krank fühlt. Dann kann man die Bakterien noch gut mit Antibiotika in den Griff bekommen. Außerdem wissen die Ärzte dann, wo die Bakterien im Körper sitzen, und können sie operativ entfernen."
Das Kontrastmittel besteht hauptsächlich aus Maltodextrin. Manche kennen es vielleicht als Nahrungsergänzungsmittel für Sportler. Maltodextrin ist nichts anderes als Glucose, allerdings in einer ganz besonderen Form: mehrere Glucose-Einheiten sind praktisch zu einem Päckchen verschnürt. Und diese Glucose-Päckchen sind die Leibspeise von Bakterien. Die Forscher haben das Maltodextrin mit einem Leuchtfarbstoff kombiniert. Den fressen die Bakterien dann einfach mit. Das Besondere dabei: Nur Bakterien können sich die Glucose-Pakete einverleiben, normale Körperzellen können das nicht. Niren Murthy geht davon aus, dass das Kontrastmittel deshalb so gut wie keine Nebenwirkungen hat.
"Wir haben E.Coli-Bakterien genommen, sie in den linken Oberschenkelmuskel von Ratten injiziert und so eine Muskelinfektion nachgestellt. Dann haben wir den Ratten das Kontrastmittel gespritzt und sie in einem Fluoreszenztomografen für Versuchstiere untersucht. Wir haben die Bakterien sehr gut sehen können."
Ein Schwarz-Weiß-Bild von einer Ratte in Vollnarkose. Auf ihrem linken Oberschenkel ist ein leuchtender, roter Fleck zu sehen.
"Das war ganz klar zu unterscheiden. Der rote Fleck, da sitzen die Bakterien. Alles andere ist grau."
Auf diese Weise könnte man auch beim Menschen nach winzigen bakteriellen Infektionen fahnden. Am besten mit einem Positronen-Emissions-Tomografen. So ein Scanner kann nämlich den ganzen Körper in 3D abbilden und in alle Körperschichten schauen. Die Forscher müssen das Kontrastmittel dafür aber umbauen. Der Leuchtfarbstoff wird ersetzt durch einen Stoff, den ein PET-Scanner erkennen kann. Zurzeit laufen erste PET-Studien mit Ratten.
"Danach müssen wir noch mehr Studien mit Tieren und mit Menschen machen. Ich hoffe, dass das Kontrastmittel in den nächsten fünf Jahren auf dem Markt ist."
Niren Murthy und seine Kollegen schmieden aber schon die nächsten Pläne: Mit dem Maltodextrin, sagen sie, könne man nicht nur Kontrastmittel in die Bakterien enschleusen, sondern auch Antibiotika. Möglicherweise könnte man die Bakterien im Körper dann noch besser bekämpfen.
"Ein klassischer Fall ist der: Ein Patient kommt einfach nur mit hohem Fieber zum Arzt. Für den Arzt ist es aber ziemlich schwer, herauszufinden, was genau das Fieber auslöst. Und wenn sich der Arzt nicht sicher ist, ob Bakterien dahinter stecken, dann wird er dem Patienten vielleicht erstmal keine Antibiotika geben."
Niren Murthy forscht am Georgia Institute of Technology in Atlanta. Er und sein Team wollen den Ärzten dabei helfen, die Bakterien so früh wie möglich aufzuspüren, und zwar bevor sie sich im ganzen Körper ausbreiten. Die Forscher haben ein Kontrastmittel entwickelt, mit dem sie die Bakterien im Körper zum Leuchten bringen, also sichtbar machen können. Bei Ratten funktioniert das schon ganz gut.
"Wir hoffen, dass wir damit auch beim Menschen bakterielle Infektionen ganz früh erkennen können, schon dann, wenn sich der Patient einfach nur ein bisschen krank fühlt. Dann kann man die Bakterien noch gut mit Antibiotika in den Griff bekommen. Außerdem wissen die Ärzte dann, wo die Bakterien im Körper sitzen, und können sie operativ entfernen."
Das Kontrastmittel besteht hauptsächlich aus Maltodextrin. Manche kennen es vielleicht als Nahrungsergänzungsmittel für Sportler. Maltodextrin ist nichts anderes als Glucose, allerdings in einer ganz besonderen Form: mehrere Glucose-Einheiten sind praktisch zu einem Päckchen verschnürt. Und diese Glucose-Päckchen sind die Leibspeise von Bakterien. Die Forscher haben das Maltodextrin mit einem Leuchtfarbstoff kombiniert. Den fressen die Bakterien dann einfach mit. Das Besondere dabei: Nur Bakterien können sich die Glucose-Pakete einverleiben, normale Körperzellen können das nicht. Niren Murthy geht davon aus, dass das Kontrastmittel deshalb so gut wie keine Nebenwirkungen hat.
"Wir haben E.Coli-Bakterien genommen, sie in den linken Oberschenkelmuskel von Ratten injiziert und so eine Muskelinfektion nachgestellt. Dann haben wir den Ratten das Kontrastmittel gespritzt und sie in einem Fluoreszenztomografen für Versuchstiere untersucht. Wir haben die Bakterien sehr gut sehen können."
Ein Schwarz-Weiß-Bild von einer Ratte in Vollnarkose. Auf ihrem linken Oberschenkel ist ein leuchtender, roter Fleck zu sehen.
"Das war ganz klar zu unterscheiden. Der rote Fleck, da sitzen die Bakterien. Alles andere ist grau."
Auf diese Weise könnte man auch beim Menschen nach winzigen bakteriellen Infektionen fahnden. Am besten mit einem Positronen-Emissions-Tomografen. So ein Scanner kann nämlich den ganzen Körper in 3D abbilden und in alle Körperschichten schauen. Die Forscher müssen das Kontrastmittel dafür aber umbauen. Der Leuchtfarbstoff wird ersetzt durch einen Stoff, den ein PET-Scanner erkennen kann. Zurzeit laufen erste PET-Studien mit Ratten.
"Danach müssen wir noch mehr Studien mit Tieren und mit Menschen machen. Ich hoffe, dass das Kontrastmittel in den nächsten fünf Jahren auf dem Markt ist."
Niren Murthy und seine Kollegen schmieden aber schon die nächsten Pläne: Mit dem Maltodextrin, sagen sie, könne man nicht nur Kontrastmittel in die Bakterien enschleusen, sondern auch Antibiotika. Möglicherweise könnte man die Bakterien im Körper dann noch besser bekämpfen.