Biofilm und Infektmonitorisierung beim diabetischen Fuss

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1 6. Balgrist Symposium zum diabetischen Fuss Zürich, 26. November 2015 Biofilm und Infektmonitorisierung beim diabetischen Fuss Yvonne Achermann Oberärztin, Infektiologie USZ und Konsiliarärztin Universitätsklinik Balgrist

2 Outlook 1. Pathogenese von chronischen Infekten: Biofilm 2. Rolle von Biofilm beim diabetischen Fuss 3. Infektmonitorisierung mit inflammatorischen Parametern beim diabetischen Fuss

3 Definition eines Biofilms = Mikroorganismen, die aneinander oder an einer Oberfläche haften und in einer selbstproduzierten extrazellulären Matrix ( Schleim ) eingebettet sind Matrix - Proteine - Polysaccharide - extrazelluläre DNA

4 Umweltproblem und Ursache von chronischen Infektionen Haften an Implantoberflächen Haften untereinander ohne Implantat Diabetischer Fuss Tuberkulose Lunge

5 Aufbau des Biofilms: Verschiedene Phänotypen Planktonisch (frei lebend, hohe Replikationsrate) Mikrokolonien (Vorstufe Biofilm) Biofilm («schlafende» Bakterien) «Biofilm disperser»

6 Biofilm ist heterogen Heterogene Verteilung

7 Biofilm ist heterogen Heterogene Populationen

8 Warum gibt es Biofilme?

9 Standardmodus vom Bakterien ist der Biofilm Planktonische Bakterien Sessile (biofilm) Bakterien Standardmodus

10 Driver for biofilm formation : Schutz vor dem Immunsystem und Antibiotika Extrazelluläre Matrix: Schlechte Penetration/Diffusion Persister cells Davies D Nature Reviews 2003

11 Mikrobiologische Diagnostik ist bei Biofilmen schwierig Bakterien sind in einem reduzierten metabolischen Zustand (Kulturen können negativ bleiben) Schwieriges Herauslösen aus dem Gewebe da in der extrazellulären Matrix eingebettet (Kulturen und molekulare Techniken können negativ bleiben) Biofilme sind unregelmässig auf Oberflächen verteilt (Kulturen und molekulare Techniken können wegen «sampling error» negativ bleiben)

12 Biofilme beim diabetischen Fuss? Rot = Eubacteria Grün = ConA (biofilm matrix) Blau = menschliche Zellen (nucleic acid staining) Oates A. et al. Journal of Diabetes Research 2014

13 Hinweise für Osteomyelitis beim diabetischen Fuss Klink Tiefes Ulkus, «Sausage toe» = roter, überwärmter und geschwollener Zehe Positive «Probe to bone» Testung Positive Röntgen oder MRI Invasive Gewebe/Knochenbiopsien mit Wachstum und Nachweis einer chronischen Entzündung mit Knochennekrosen und Knochensequester Labor?

14 1. Studie (Newman et al. JAMA 1991) Total 41 diabetische Ulzera N = 28 bestätigte Osteomyelitis durch Knochenbiopsie (Histologie und Mikrobiologie) N = 13 keine Osteomyelitis

15 1. Studie: Hohe BSR hinweisend für Osteomyelitis Newman et al. JAMA 1991 N = 28 Osteomyelitis N = 13 keine Osteomyelitis (Erysipel) Leukozyten: keine signifikanten Unterschiede in den 2 Gruppen

16 2. Studie: Cut off von 70mm/h BSR in Metaanalyse bestätigt Butalia S et al. JAMA Kohortenstudien: 8 prospektive, 13 retrospektive BSR grösser wie 70mm/h positive Likelihood Ratio von 11 negative Likelihood Ratio von 0.39

17 3. Studie: höhere inflammatorische Parameter bei Osteomyelitis Michail M et al. Int J Low Extrem Wounds 2013 Prospektive Kohortenstudie mit 61 Patienten mit diab. Fuss 27 Osteomyelitiden, 34 Weichteilinfekte Goldstandard= Bildgebung (Rx, MRI oder Szintigraphie) und positive «probe to bone» WBC, CRP, BSR und PCT können bei Patienten mit diabetischem Fuss erhöht sein. Höhere Werte sind mit einer OM assoziiert.

18 3. Studie: Inflammatorische Parameters bei Präsentation Michail M et al. Int J Low Extrem Wounds 2013

19 3. Studie: Inflammatorische Parameters im Verlauf Michail M et al. Int J Low Extrem Wounds 2013 Alle Biomarker im Verlauf regredient und normalisiert mit Ausnahme der BSG CAVE: Keine Angabe über Therapieart und Länge

20 Take Home message Biofilm ist der Standardmodus vom Bakterium und Grund für die Chronizität von Infektionen. Biofilm ist beim diabetischen Fuss insbesondere bei der Osteomyelitis als pathogenetischer Faktor wichtig BSR über 70mm/h suggestiv für eine Osteomyelitis bei diabetischem Fuss und fehlendem anderen Infektfokus. Nicht geeignet zur Verlaufskontrolle Höhere Leukozytenzahl, CRP und PCT sind suggestiv für eine Osteomyelitis. Cut off s müssen in grossen Studien bestätigt werden.

21 Danke für ihre Aufmerksamkeit!!!

22 IDSA classification

23 Niedriger ph induziert Persister Zellen und SCVs Leimer N. et al. 2015

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