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Molekularbiologischer Nachweis von Bakterien und Pilzen

Zum Nachweis von Mikroorganismen und zur Analyse von mikrobiellen Biofilmen kombinieren wir molekularbiologische und mikroskopische Verfahren. Durch Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) und PCR können Mikroorganismen direkt im Untersuchungsmaterial nachgewiesen und visualisiert werden.

FISHseq
Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) + 16S rRNA Gen Sequenzierung

FISH ist eine mikroskopische Methode, die die Vorteile von Molekularbiologie, Fluoreszenzmikroskopie und Histologie miteinander vereint. FISH basiert auf Fluoreszenz-markierten Sonden, die Sequenz-spezifisch an die ribosomale RNA (rRNA) der Mikroorganismen binden. So werden Bakterien und Pilze Genus- oder Spezies-spezifisch unter dem Mikroskop sicht- und nachweisbar. Beispielsweise können Sonden entweder alle Bakterien, alle Staphylokokken oder nur Staphylococcus aureus nachweisen. Die FISH misst zudem die (Rest-) Aktivität der Mikroorganismen basierend auf dem Ribosomengehalt auf einem single-cell-level. Durch FISH lassen sich Mikroorganismen im Gewebszusammenhang somit darstellen und identifizieren, sowie nach Anzahl, Lokalisation und Aktivität quantifizieren. Für die Sequenzierung werden zunächst Teilbereiche der Erbsubstanz der Mikroorganismen (z.B. Teile des 16S rRNA Gens) durch PCR (Polymerase Chain Reaction) vervielfältigt. Anschließend wird bei Mono-Spezies-Infektionen die Identität der Mikroorganismen durch Sequenzierung nach Sanger analysiert.

MG-FISH®
Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) + Next Generation Sequencing (NGS)

Bei Mikrobiom-Analysen wird die Gesamtheit aller Mikroorganismen in einer Probe analysiert. Sie umfasst mehrere Schritte von DNA-Extraktion, Amplifikation, Barcoding bis hin zum Next Generation Sequencing mit bioinformatischer Auswertung. Besonders geeignet ist diese Analyse für gemischte Kulturen oder Proben mit mehreren Mikroorganismen, wie beispielweise gemischte Biofilme. Wir bieten diese Analyse in Kombination mit der FISH an, um die Mikroorganismenmischungen im Gewebszusammenhang räumlich darzustellen und Kontaminationen auszuschließen.

FISH
Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH)

FISH ist eine mikroskopische Methode, die die Vorteile von Molekularbiologie, Fluoreszenzmikroskopie und Histologie miteinander vereint. Durch FISH lassen sich Mikroorganismen im Gewebszusammenhang darstellen und identifizieren, sowie nach Anzahl, Lokalisation und Aktivität quantifizieren. FISH basiert auf Fluoreszenz-markierten Sonden, die Sequenzspezifisch an die ribosomale RNA (rRNA) der Mikroorganismen binden. So werden Bakterien und Pilze Genus- oder Spezies-spezifisch unter dem Mikroskop sicht- und nachweisbar. Beispielsweise können Sonden entweder alle Bakterien, alle Staphylokokken oder nur Staphylococcus aureus nachweisen. Die FISH misst die (Rest-) Aktivität der Mikroorganismen basierend auf dem Ribosomengehalt auf einem single-cell-level. Nach erfolgreicher Behandlung mit einer anti-mikrobiellen Substanz ist das Fluoreszenzsignal reduziert im Vergleich zu aktiven Biofilmen. So kann direkt der Nachweis der Wirksamkeit von anti-mikrobiellen Substanzen durch Messung der Abnahme der FISH-positiven Zellen und der gesamten Biofilmmasse erfolgen. Die Quantifizierung des Effekts erfolgt über digitale Bildanalyse. Die FISH ist daher eine ideale Methode für die Analyse von Biofilmen, die Messung anti-mikrobieller Substanzen auf Biofilme und die Entwicklung innovativer Biofilm-abweisender Materialien.

Sanger Sequenzierung
16S rRNA Gen Sequenzierung

Für die Identifikation von Reinkulturen oder Mikroorganismen in Geweben bieten wir die klassische pan-bakterielle Amplifikation des 16S rRNA Gens mit nachfolgender Sequenzierung nach Sanger an. Bei der PCR (Polymerase Chain Reaction) werden Teilbereiche der Erbsubstanz der Mikroorganismen (z.B. Teile des 16S rRNA-Gens) vervielfältigt und anschließend durch Sequenzierung (nach Sanger oder durch Mikrobiom-Analysen) die Identität der Mikroorganismen analysiert.

NGS
Next Generation Sequencing (NGS)

Bei Mikrobiom-Analysen wird die Gesamtheit aller Mikroorganismen in einer Probe analysiert. Sie umfasst mehrere Schritte von DNA-Extraktion, Amplifikation, Bar-coding bis hin zum Next Generation Sequencing mit Bioinformatik. Wir bieten diese Analyse für gemischte Kulturen oder Proben mit mehreren Mikroorganismen an. Diese Methode ist insbesondere für gemischte Biofilme sinnvoll.