Wereldwijde vliegreizen zijn niet beperkt tot mensen en goederen – infectieuze agentia, te, kunnen als ongewenste passagiers aan boord komen en binnen enkele uren grote afstanden afleggen. In de lucht, de ziektekiemen kunnen zich ongecontroleerd verspreiden. Het gezamenlijke onderzoeksproject HyFly heeft tot doel de wetenschappelijke basis te leggen voor het doorbreken van infectieketens en, zo mogelijk, pandemieën te voorkomen. Een manier waarop ze dit hopen te bereiken, is door een niet-invasieve methode te gebruiken om geïnfecteerde personen te identificeren op basis van componenten in hun adem.

Luchthavens zijn knooppunten voor ziekteverwekkers van over de hele wereld. Infectieziekten verspreiden zich snel door de lucht over landen en continenten. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO), het risico op wereldwijde epidemieën neemt toe. Er zijn nieuwe anti-infectiestrategieën nodig. Dit is waar het gezamenlijke onderzoeksproject HyFly om de hoek komt kijken, met 2,6 miljoen aan financiering in het kader van het InfectControl 2020-initiatief van het Duitse federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (zie kader "HyFly – projectoverzicht"). Partners uit de industrie en het onderzoek ontwikkelen strategieën om de infectieketens in het luchtvervoer te doorbreken en uit voorzorg effectieve tegenmaatregelen te treffen. Het project zal naar verwachting concrete actieplannen opleveren voor luchthavenexploitanten en luchtvaartmaatschappijen.

Niet-invasieve diagnostiek gebruiken om infectieuze agentia te detecteren

Een van de manieren waarop het project migratiepaden probeert te beheersen, is door infecties snel en efficiënt op te sporen terwijl passagiers worden gescreend op luchthavens, zonder gebruik te maken van moleculair biologische methoden. Onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor Celtherapie en Immunologie IZI ontwikkelen hiervoor een niet-invasieve methode, gebaseerd op ionenmobiliteitsspectrometrie (IMS).

"Moleculair biologische methoden zijn hier niet geschikt, omdat ze te tijdrovend zijn. In plaats daarvan, we zullen vertrouwen op IMS, een niet-invasieve methode die niet vereist, bijvoorbeeld, eventuele uitstrijkjes, of bloed- of speekselmonsters. Deze methode is al vele jaren succesvol in het opsporen van drugs en explosieve resten op luchthavens over de hele wereld, " zegt Dr. Dirk Kuhlmeier, manager van de Werkgroep MicroDiagnostiek bij Fraunhofer IZI. De onderzoeker en zijn team ontwikkelen een systeem dat bacteriën binnen enkele minuten van elkaar onderscheidt op basis van vluchtige organische stoffen (VOS), die componenten zijn van de menselijke adem. "IMS valt op door de mogelijkheid die het biedt om vluchtige organische stoffen snel en gevoelig direct in de lucht te detecteren, ', zegt Kuhlmeier.

Met behulp van gaschromatografie, de ademcomponenten worden eerst vooraf gescheiden en vervolgens overgebracht naar de gekoppelde ionenmobiliteitsspectrometer, waar geladen deeltjes ontstaan. "Neutrale VOC-moleculen worden geïoniseerd door hoge energie, "Kühlmeier zegt, de methode uitleggen. "De geladen moleculen bewegen heel snel naar de detector in het homogene elektrische veld. Een molecuul kan worden gekarakteriseerd op basis van de drifttijd die nodig is voordat het de elektrode raakt, en de bacterie kan worden geïdentificeerd op basis van een specifieke VOS-samenstelling."

De eerste laboratoriumtests zijn met succes afgerond, en de nieuw ontwikkelde niet-invasieve diagnostische procedure heeft een groot potentieel om onderscheid te maken tussen verschillende pathogenen. Kuhlmeier en zijn team zijn momenteel bezig met het optimaliseren van de methode. Het plan is om de diagnostiek in de nieuwe Fraunhofer Project Hub for Microelectronic and Optical Systems for Biomedicine te perfectioneren. Op 19 oktober wordt de Project Hub in Erfurt officieel ingehuldigd. 2018 door Fraunhofer-voorzitter prof. Reimund Neugebauer, samen met de Thüringer minister van Economische Zaken, Wetenschap en digitale samenleving, Wolfgang Tiefensee. Naast Fraunhofer IZI, de Fraunhofer Institutes for Applied Optics and Precision Engineering IOF en voor Photonic Microsystems IPMS zullen betrekking hebben op biowetenschappen, micro-elektronica en microsysteemtechniek, evenals optica en fotonica met hun kerncompetenties.

Preklinische studies zijn gepland voor 2019. Dan is het onderzoeksteam in Leipzig van plan om verdere tests uit te voeren om de invloed van voedselinname op de adem te analyseren en om na te gaan hoe dit de diagnoses beïnvloedt.