Boorberg Verlag

Pandemievermeidung am Flughafen

07.11.2018

Nicht nur Personen und Waren reisen im Flugzeug rund um den Globus, auch Infektionserreger sind (unerwünschte) Passagiere im Flieger. Auf dem Luftweg können sich die Keime unkontrolliert verbreiten. Das Verbundprojekt HyFly will wissenschaftliche Grundlagen erarbeiten, um Infektionsketten zu unterbrechen und gegebenenfalls Pandemien zu verhindern. Infizierte Personen sollen sich mithilfe eines nicht-invasiven Verfahrens künftig über Bestandteile ihrer Atemluft ermitteln lassen.

Das Risiko weltweiter Epidemien nimmt laut Weltgesundheitsorganisation WHO zu. Neue Antiinfektionsstrategien sind gefragt. Hier setzt das Verbundprojekt HyFly an, das im Rahmen der Initiative lnfectControl 2020 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 2,6 Mio Euro gefördert wird. Partner aus Industrie und Forschung erarbeiten Strategien, um Infektionsketten im Flugverkehr einzudämmen und präventiv effektive Gegenmaßnahmen zu etablieren. Ergebnis des Projekts sollen konkrete Handlungsempfehlungen für Flughafenbetreiber und Fluggesellschaften sein.

Tests bereits bei der Passagierkontrolle

Einer der Ansätze im Projekt, Ausbreitungswege zu kontrollieren, ist es, bereits bei der Passagierkontrolle am Flughafen Infektionen schnell und zügig ohne den Einsatz molekularbiologischer Methoden nachzuweisen. Hierfür etablieren Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immuno­logie IZI ein nicht-invasives Verfahren, das auf der Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) basiert. Die Ergebnisse des Projekts sollen in die Handlungsempfehlungen von Flughafenbetreibern und Flughäfen einfließen. »Molekularbiologische Methoden scheiden hier aus, sie sind zu zeitaufwändig. Wir setzen stattdessen auf die IMS, ein nicht-invasives Verfahren, das beispielsweise auf Abstriche oder die Entnahme von Blut und Speichel verzichtet. Die Methode hat sich seit vielen Jahren an Flughäfen weltweit zum Nachweis von Drogen- und Sprengstoffresten bewährt«, sagt Dr. Dirk Kuhlmeier, Leiter der Arbeitsgruppe Micro­Diagnostics am Fraunhofer IZI. Der Forscher und sein Team entwickeln ein System, das Bakterien in wenigen Minuten anhand von volatilen organischen Substanzen (VOC, kurz für volatile organic compounds) voneinander unterscheiden soll. Diese flüchtigen organischen Verbindungen sind Bestandteile der Atemluft. »IMS zeichnet sich durch die Möglichkeit zur schnellen, empfindlichen Detektion von flüchtigen organischen Verbindungen direkt in der Luft aus«, so Kuhlmeier.

Nachweis in der Atemluft

Per Gaschromatographie werden die Bestandteile der Atemluft im ersten Schritt vorgetrennt und anschließend an das angekoppelte Ionenmobilitätsspektrometer weitergeleitet, wo geladene Teilchen hergestellt werden. »Neutrale Moleküle der VOCs werden durch hohe Energie ionisiert. Die geladenen Moleküle bewegen sich im homogenen elektrischen Feld sehr schnell zum Detektor. Anhand der Driftzeit, die ein Molekül bis zum Aufprall auf die Elektrode benötigt, lässt es sich charakterisieren, das Bakterium kann aufgrund einer spezifischen Zusammensetzung der VOCs identifiziert werden«, erläutert der Forscher das Verfahren.

Erste Labortests sind erfolgreich abgeschlossen, die neu entwickelte nicht-invasive Diagnostik hat großes Potenzial, um verschiedene Erreger voneinander zu diskriminieren. Derzeit optimieren Kuhlmeier und sein Team das Verfahren. Geplant ist, die Diagnostik im neuen Fraunhofer-Projektzentrum »Mikroelektronische und Optische Systeme für die Biomedizin« zu perfektionieren. Das Projektzentrum in Erfurt wird am 19. Oktober dieses Jahres von Fraunhofer-Präsident Prof. Reimund Neugebauer gemeinsam mit dem Thüringer Minister für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft Wolfgang Tiefensee eröffnet. Neben dem Fraunhofer IZI decken dort die Fraunhofer-Institute für Optik und Feinmechanik IOF und für Photonische Mikrosysteme IPMS mit ihren Kernkompetenzen die Disziplinen Biowissenschaften, Mikroelektronik, Mikrosystemtech­nik sowie Optik und Photonik ab. Präklinische Untersuchungen sind für 2019 anberaumt.

 

Das Projekt HyFly im Überblick

Laufzeit: September 2016 bis August 2019

Fördergeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm lnfectControl 2020

Fördersumme: 2,6 Mio Euro

Forschungsschwerpunkte:

-              Identifikation der Übertragungswege von Infektionen und Risikofaktoren

-              Entwicklung eines nicht-invasiven Verfahrens auf Basis der lonenmobilitätsspektrometrie

-              Erforschung der baulichen Beschaffenheit von Flughäfen, baustrukturelle Konzepte für infektionskritische Funktionsbereiche

-              Entwicklung neuer Werkstoffe mit reduzierter Keimhaftung

-              Epidemiologische Untersuchung von Infektionsübertragungswegen im Luftverkehr

Projektpartner:

-              Friedrich-Schiller-Universität Jena (Koordinator)

-              Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI, Leipzig

-              Technische Universität Braunschweig

-              Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

-              Robert Koch-Institut, Berlin

-              Schmuhl Faserverbundtechnik GmbH & Co. KG, Liebschütz

-              Airport Service Gesellschaft mbH, Frankfurt

-              Villeroy & Boch AG, Mettlach

Quelle: ASW Norddeutschland ­ Info Sicherheit, Das Fachmagazin für Sicherheit in der Wirtschaft 3/2018, S. 46

 

Autor: Malyska-Allerheiligen, Tina

Anlass: Projekt HyFly

Nicht nur Personen und Waren reisen im Flugzeug rund um den Globus, auch Infektionserreger sind (unerwünschte) Passagiere im Flieger. Auf dem Luftweg können sich die Keime unkontrolliert verbreiten. Das Verbundprojekt HyFly will wissenschaftliche Grundlagen erarbeiten, um Infektionsketten zu unterbrechen und gegebenenfalls Pandemien zu verhindern. Infizierte Personen sollen sich mithilfe eines nicht-invasiven Verfahrens künftig über Bestandteile ihrer Atemluft ermitteln lassen.

Sachbereich: B1 Prävention - Sicherheitsanalysen und -konzepte

Schlagwörter: HyFly


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