Jena | 03.06.2026
Schnellere und sicherere Entdeckung von Antibiotikaresistenzen bei Mikroorganismen
Wissenschaftspreis des Beutenberg-Campus e.V. für exzellente interdisziplinäre Kooperation verliehen
Am 20. Mai verlieh der Beutenberg-Campus Jena e. V. seine Wissenschaftspreise auf dem Beutenberg Campus Jena. Stellvertretend für ein Team aus drei beteiligten Instituten nahm Dr. Anne-Sophie Munser vom Fraunhofer IOF zusammen mit Vertreterinnen und Vertretern des Leibniz HKI und des Leibniz IPHT den Preis für »exzellente interdisziplinäre Kooperation« entgegen. Gemeinsam entwickelten sie eine Hochdurchsatz-Plattform zur Erkennung mikrobakterieller Antibiotikaresistenzen. Das neuartige Verfahren ermöglicht eine Diagnose von Antibiotikaresistenzen innerhalb weniger Stunden und birgt großes Potenzial für den Einsatz in der Klinik.
Die Bestimmung, ob Bakterien auf bestimmte Antibiotika sensibel oder resistent reagieren, ist ein zentraler Baustein der medizinischen Diagnostik. Sie ermöglicht es Ärztinnen und Ärzten, so rasch wie möglich eine passende Behandlung für Patientinnen und Patienten zu wählen und einzuleiten. Herkömmliche Antibiotika-Empfindlichkeitsprüfungen (AST) liefern verlässliche Ergebnisse, dauern jedoch häufig mehrere Tage, da sie das Wachstum von Bakterien in Gegenwart von Antibiotika abbilden. Ein interdisziplinäres Team aus Forschenden des Fraunhofer-Institutes für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, dem Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V. Hans-Knöll-Institut und dem Leibniz-Institut für Photonische Technologien hat hierfür eine Lösung erarbeitet: Sie kombinieren auf innovative Weise ihre Expertisen aus Photonik, Mikrobiologie, Biotechnologie und Bioinformatik, um eine Methode zu entwickeln, die eine Diagnose von Resistenzen innerhalb von zwei bis drei Stunden ermöglicht.
Im Rahmen der öffentlichen Vortragsreihe „Noble Gespräche“ wurden die diesjährigen Wissenschaftspreise durch den Vorstandsvorsitzenden des Beutenberg-Campus Jena e.V., Christoph Englert (r. i. Bild), feierlich übergeben.
Neuartige Hochdurchsatz-Plattform in der medizinischen Diagnostik
Die in Teamarbeit entwickelte Hochdurchsatz-Plattform erlaubt eine schnelle und zuverlässige Bestimmung der Resistenz- oder Empfindlichkeit von Bakterien gegenüber Antibiotika. Sie bietet ein großes Potenzial für die klinische Anwendung, da sie eine schnelle und zielgerichtete Auswahl geeigneter Antibiotika zur Behandlung von Patientinnen und Patienten ermöglicht. Der neuartige Ansatz basiert auf dem Zusammenspiel optischer und biotechnologischer Methoden, mit denen mehrere Antibiotika-Konditionen gleichzeitig an den Bakterienzellen getestet werden können. Das Ergebnis liegt bereits nach wenigen Stunden vor. Kern des Verfahrens ist die Kombination aus hochsensitiver winkelaufgelöster Streulichtmessung, mikrofluidischer Probenführung und fluoreszenzbasierter Probencodierung.
Hochdurchsatz-Probenanalyse auf einem mikrofluidischen Chip mit dem am Fraunhofer IOF entwickelten Streulichtsensor
Ergebnis einer langjährigen Zusammenarbeit der beteiligten Institute
Dieses Ergebnis basiert auf einer langjährigen Kooperation der beteiligten Institute, insbesondere zwischen dem Fraunhofer IOF und dem Leibniz HKI. Das Fraunhofer IOF trug seinen Teil mit der Entwicklung der streulichtbasierten Probendetektion bei. Dabei handelt es sich um eine äußerst schnelle und empfindliche Methode, bei der kleinste Zellproben mit Licht beleuchtet werden. Aus der resultierenden Lichtverteilung entstehen charakteristische Streulichtmuster, aus denen sich Rückschlüsse auf die Probe ziehen lassen.
Im Rahmen ihrer mittlerweile mehrfach ausgezeichneten Dissertation, hatte Dr. Anne-Sophie Munser einen Sensor entwickelt, der entscheidend zu diesem Verfahren beiträgt. »Das ausgezeichnete Projekt setzt meine Doktorarbeit direkt in der Anwendung um. Die von mir entwickelte Methode und der Sensor wurden hier erstmals für konkrete medizinische Tests genutzt«, erklärt Munser. »Das finde ich sehr spannend und ich freue mich sehr, dass meine Forschung jetzt im echten Einsatz ist.«
Die von Munser erarbeitete Methode ließ sich mit Mikrofluidsystemen kombinieren, mit denen kleinste Proben mit extrem hohem Durchsatz geführt werden. Diesen Anteil sowie die Fluoreszenzcodierung entwickelte das Leibniz HKI.
Auszeichnung mit dem Wissenschaftspreis des Beutenberg Campus Jena e.V.
Die besondere interdisziplinäre Zusammenarbeit über die Spitzenforschungsinstitute am Beutenberg wurde am 20. Mai mit dem Wissenschaftspreis des Beutenberg-Campus Jena e.V. in der Kategorie »Exzellente interdisziplinäre Kooperation« geehrt. Diese Auszeichnung unterstreicht die Bedeutung interdisziplinärer Forschung für Wissenschaft und Gesellschaft.
Wissenschaftliche Publikation
Graf M, Sarkar A, Svensson CM, Munser AS, Schröder S, Müller E, Hengoju S, Figge MT, Rosenbaum MA, »Multiplexed, rapid phenotypic antibiotic susceptibility testing based on angle-resolved light scattering imaging of microfluidic droplets«, J Adv Res S2090-1232(25), 00751-9 (2025), https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.09.047.