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Staphylococcus aureus ist ein Bakterium, das den Nasenrachenraum vieler gesunder Menschen besiedelt. Etwa ein Drittel der Bevölkerung ist mit S. aureus kolonisiert. Eine Kolonisation kann die Ursache für eine schwere Infektion, wie eine Lungenentzündung, sein. Verschiedene Isolate von S. aureus unterscheiden sich teilweise sehr stark in ihren Virulenzfaktoren. Zu den Faktoren zählen beispielsweise Toxine, die vom Bakterium produziert werden. Welche Einzelfaktoren und Kombinationen von Faktoren bei der Entstehung von Krankheiten beteiligt sind, ist bislang unzureichend bekannt.

Der Nachweis von S. aureus erfolgt mittels einer Probe aus dem Nasenrachenraum des Patienten. Ein positiver Befund führt heute nicht zu einer Behandlung, da für den Arzt nicht erkennbar ist, ob eine Kolonisation zu einer Infektion führen wird oder nicht. „Dies ist ein diagnostisches Problem – gerade bei immungeschwächten Patienten, die sehr anfällig für Infektionen wie eine Lungenentzündung sind“, so Professor Löffler. Vor allem S. aureus Stämme, die Methicillin-resistent sind (MRSA-Stämme), also resistent gegen alle bisher marktverfügbaren ß-Lactam Antibiotika wie Penicillin sind, wird bei diesen Patienten häufig eine teure und belastende antibiotische Therapie eingeleitet. Die Notwendigkeit einer solchen Therapie kann aber derzeit nicht genau abgeschätzt werden.

„Um eine verlässlichere Diagnose stellen zu können, wollen wir im Rahmen des Campus-Teilprojekts 'Bestimmung der Virulenz von Staphylococcus aureus' Virulenz-Muster identifizieren, die eine Infektion durch S. aureus wahrscheinlich machen“, so Professor Löffler. Die Virulenz eines Stammes wird durch das Zusammenwirken vieler Faktoren bestimmt. „Die genauere Analyse dieser Faktoren und deren Wirkung wird die Basis für die Entwicklung eines Testsystems bilden“, so Löffler.

Dazu charakterisiert sie gemeinsam mit ihrem Team von sechs Kolleginnen und Kollegen RNA-Moleküle von S. aureus Isolaten von Pneumonie-Patienten (Transkriptomanalyse). Mit der ebenfalls angewandten Proteomanalyse werden die Proteine quantitativ bestimmt, die von den S. aureus Isolaten gebildet werden können. Im Vergleich mit Isolaten Gesunder können Rückschlüsse auf die Virulenzfaktoren gezogen werden, die Pneumonie auslösen. Mit den Virulenzfaktoren von S. aureus, im Besonderen der Toxine, und dem Zusammenwirken der Bakterien mit dem Wirt beschäftigt sich Professor Löffler schon seit über 10 Jahren. „Im Rahmen des Forschungscampus haben wir die Möglichkeit, uns auf eine bestimmte Infektion zu konzentrieren. Uns interessiert dabei vor allem, welcher ‚Toxin-Cocktail’ eine Pneumonie auslöst“, so Löffler.

Die Basis ihrer Arbeit im Rahmen des InfectoGnostics-Projekts bildet eine Kohorte immunsupprimierter Patienten und der Aufbau einer InfectoGnostics-Pathogen-Biobank. Erst dadurch können ausreichend viele Proben genommen und bestimmt werden. Auch das passiert innerhalb des Campus-Projekts. Die auf dieser Grundlage basierende Entwicklung eines Testsystems, um kolonisierende S. aureus Stämme von infizierenden zu unterscheiden, ermöglicht eine therapeutische Optimierung der derzeitigen Therapieoptionen. „In Kombination mit der ebenfalls im Rahmen des Projekts stattfindenden Erarbeitung eines Schnelltestes zum Nachweis von multi-resistenten Gram-negativen Bakterien, können wir die Diagnostik von Erregern bei Lungenentzündung und die schnelle Testung deren Resistenzen spürbar verbessern“, so Löffler.

Im Rahmen des Projekts führt Professor Löffler auch eine Kolonisationsstudie durch. Dabei wird untersucht, wie hoch die Kolonisationsrate mit S. aureus bei Kindern in Jena im Vergleich zu Erwachsenen ist und die kolonisierenden Stämme werden näher analysiert. Diese Informationen sind sehr wichtig, um Richtlinien zu erarbeiten, bei welchen Patienten vor Krankenhausaufenthalten/Operationen gegebenenfalls Dekolonisationsmaßnahmen durchgeführt werden sollten.