Test auf antimikrobielle Anfälligkeit

Wie können wir testen, ob ein Organismus durch ein antimikrobielles Mittel inaktiviert wird? Neben Methoden, bei denen mehrere Verdünnungen eines Wirkstoffkandidaten auf einer Mikrotiterplatte verwendet werden, gibt es auch einige auf der Verwendung von Agarplatten basierende Methoden, mit denen wir uns ein Bild davon machen können, wie empfindlich ein Mikroorganismus gegenüber einem bestimmten Wirkstoff ist.

Agardiffusionstest

Bei diesem Test werden Filterpapierscheiben mit einer antibakteriellen Testverbindung behandelt und dann auf eine mit Bakterien beimpfte Agarplatte gelegt. Scheiben, die mit einer positiven Kontrollsubstanz (in der Regel ein hochwirksames Desinfektionsmittel) behandelt wurden, und eine unbehandelte Scheibe (Negativkontrolle) werden in der Regel gleichzeitig mit der zu überprüfenden Verbindung getestet. Bei dieser Art von Test gibt die Größe des Bereichs um die Scheibe, in dem Bakterien nicht wachsen können (der so genannte „Hemmhof“), einen Hinweis auf die antimikrobielle Wirksamkeit der Verbindung.

Kontrollversuche

Bei der Untersuchung von antimikrobiellen Wirkstoffen mithilfe von Wachstumsplatten ist es wichtig, dass geeignete Kontrollen verwendet werden, damit du dir sicher sein kannst, dass deine Experimente erfolgreich waren (oder fehlgeschlagen sind!). In jedem Fall stellen die Kontrollen optimale Bedingungen zur Interpretation der beobachteten Wirkungen bereit.

Positivkontrollen kommen zum Einsatz, um nachzuweisen, dass ein Experiment funktionieren kann. Bei einem Diffusionsscheibentest würde eine Positivkontrolle beispielsweise zeigen, dass die Bakterien auf einer Agarplatte gewachsen sind und wie die Hemmung des Wachstums auf dieser Platte aussieht. Falls deine Positivkontrolle nicht wie erwartet ausfällt, wirst du den Versuch eventuell wiederholen müssen!

Mithilfe von Negativkontrollen wird überprüft, ob die Dinge, die einen Versuch nicht beeinflussen sollten, auch tatsächlich keine Wirkung zeigen. Wenn du zum Beispiel ein Reagenz mit einem Puffer verdünnst, kannst du so prüfen, ob der Puffer wirklich keine Auswirkungen auf dein Experiment hat.

Abbildung 1: Ein Diffusionsscheibenversuch. In der obigen Abbildung erscheint das Bakterienwachstum als konfluierender brauner Rasen. Roter Blutagar scheint durch Bereiche ohne Wachstum hindurch. Um eine der Scheiben hat sich nur ein einziger Hemmhof gebildet. Bei den anderen beiden Scheiben scheint zwar ein geringes Maß an Wachstumsverhinderung um die anderen Ringe herum vorzuliegen, dieses ist jedoch zu undefiniert, um als echter Hemmhof erfasst zu werden.

AMT-Ring

Bei einer anderen Form des Scheibendiffusionstests kommt ein im Handel erhältlicher Antibiotika-Multi-Empfindlichkeitstestring (AMT-Ring) zum Einsatz, um eine große Zahl Antibiotika gleichzeitig miteinander zu vergleichen. Der Ring besteht aus zahlreichen Scheiben, von denen jede mit einer anderen Prüfsubstanz behandelt wird. Die Größe der entstehenden Hemmhöfe liefert Hinweise auf die Wirksamkeit der getesteten Substanzen bei der Mikrobenbekämpfung.

Epsilometer-Test

Mit dem Scheibendiffusionstest verwandt ist der handelsübliche Epsilometertest, der aus Papierstreifen besteht. Jeder dieser Papierstreifen wird von unten nach oben mit einer zunehmenden Konzentration eines antimikrobiellen Wirkstoffs imprägniert. Der Test wird durchgeführt, indem ein Teststreifen auf eine frisch mit Bakterien geimpfte Agarplatte gegeben wird. Nach einer Inkubationszeit wird die minimale Hemmkonzentration (MHK) eines Arzneimittels, die zur Verhinderung des mikrobiellen Wachstums erforderlich ist, durch Ablesen der Konzentration auf demjenigen Streifen bestimmt, bei der das antimikrobielle Wachstum als erstes gehemmt wurde.

Abbildung 2: Ein AMT-Ringversuch und ein Epsilometertest. Auf beiden Platten ist das Bakterienwachstum als brauner Rasen zu erkennen. Links sehen wir den auf eine Agarplatte gelegten AMT-Ring. Drei Verbindungen zeigen eine potenzielle antimikrobielle Aktivität, da sich um die Scheiben herum deutliche Hemmhöfe bilden. Rechts sehen wir drei Epsilometer-Teststreifen auf einer Agarplatte. Jeder von ihnen zeigt einen klaren, tropfenförmigen Hemmhof. Die MHK wird durch Ablesen der Konzentration an dem Streifen bestimmt, an dem das Bakterienwachstum als erstes gehemmt wurde (die Spitze des tränenförmigen Hemmhofs).