Molekularbiologie


Ärztliche Leitung:  
   
Dr. med. Meike Voss
Prof. Dr. med. Nele Wellinghausen

Naturwissenschaftliche und technische Leitung:
Dr. hum. biol. Reinhard Frodl

In der Abteilung Molekularbiologie liegt der analytische Schwerpunkt auf dem Nachweis verschiedenster viraler und bakterieller Erreger mittels der Polymerase-Kettenreaktion (PCR). Diese revolutionäre Analysemethode erlaubt es, verschiedenste Erreger in Patientenproben unterschiedlichster Herkunft und Beschaffenheit innerhalb kurzer Zeit sicher nachzuweisen.

Gemäß dem technologischen Stand der Zeit nutzen wir in unserer Abteilung für den diagnostischen Nachweis von Erregern die Echtzeit-PCR-Technologie (Real-Time-PCR), die hohe Empfindlichkeit und Spezifität mit kurzer Analysendauer, großer Kontaminationssicherheit und einem breiten dynamischen Bereich mit der Möglichkeit zur optionalen quantitativen Bestimmung der Ziel-Nukleinsäuren verbindet. Bei allen Echtzeit-PCR-Analysen zum Nachweis bakterieller bzw. viraler Erreger aus Nativmaterial wird zusätzlich eine interne Kontrolle zum Ausschluss einer PCR-Inhibition koamplifiziert.

Unsere Echtzeit-PCR-Analysen basieren auf modernster Gerätetechnologie:

  • Für den quantitativen Nachweis diverser Erreger mit hohem Probenaufkommen (z.B. SARS-CoV-2 oder Noro-Viren) nutzen wir drei vollautomatische cobas 8800-Systeme der Firma Roche.
  • Als weitere Hochdurchsatzmaschine werden zwei MagNA Pure 96-Extraktionsroboter kombiniert mit zwei LightCycler 480 II- und einem cobas Z480-System verwendet (alle Firma Roche).
  • Als ergänzende Linie zur SARS-CoV-2-Diagnostik verwenden wir modular aufgebaute Geräte von den Firmen PerkinElmer und Analytik Jena.
  • Für diverse Echtzeit-PCR-Applikationen stehen je ein GeneXpert-System (Firma Cepheid) und ein Standard M10-Sytem (Firma SD Biosensor) zur Verfügung. 
  • Zum schnellen und simultanen Nachweis wichtiger ZNS-, Blutkultur- sowie respiratorischer Infektionserreger mittels Multiplex-Echtzeit-PCR dient das FilmArray-Torch-System der Firma BioMérieux.
  • Kontinuierlich werden Multiplex-PCR-Panels unter Verwendung des STARlet-/CFX-96-Systems der Firma Seegene etabliert.


In enger Zusammenarbeit mit der mikrobiologischen Abteilung ist ein rascher Direktnachweis mit molekularer Charakterisierung von Mykobakterien aus schnell-detektierenden Kultursystemen möglich. Nichttuberkulöse Mykobakterien (NTM) werden mittels DNA-Sequenzanalyse charakterisiert. Darüber hinaus werden DNA-Sequenzanalysen zur Genotypisierung von Hepatitis C-Viren und zur Speziesbestimmung oder -Verifizierung kulturell angezüchteter Bakterien (16S-rDNA) oder Pilze (ITS-DNA oder 18S-rDNA) durchgeführt. Für besondere Fragestellungen erfolgt aus in Kultur vermehrten Erregern der molekulare Nachweis verschiedener Resistenz- und Toxingene.

Ergänzend werden molekulargenetische Untersuchungen zum Nachweis diverser genetischer Polymorphismen/ Mutationen bzw. Prädispositionsallele angeboten, die als Risikofaktoren für Patienten wirken (z.B. Faktor V-Leiden-Mutation) bzw. im Zusammenhang mit Erkrankungen (z.B. Hämochromatose) stehen. Als Nachweisverfahren werden Echtzeit-PCR-Analysen mit nachgeschalteter Schmelzkurvenanalyse bzw. PCR-Analysen mit nachfolgender reverser Hybridisierung der PCR-Produkte angewendet.

Wir arbeiten ferner eng mit dem MVZ Humangenetik Ulm (www.humangenetik-ulm.de) zusammen, welches das gesamte Spektrum humangenetischer Diagnostik anbietet.

Die Ergebnisse der PCR-Analysen zum Erregernachweis aus Nativmaterial liegen in den meisten Fällen am Folgetag des Probeneingangs vor.

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