Auf unserer Webseite verwenden wir Cookies, die unter „Cookie-Einstellungen anpassen“ näher beschrieben werden. Notwendige Cookies werden für grundlegende Funktionen der Webseite benötigt, um eine optimale Nutzung zu ermöglichen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Webseite einwandfrei funktioniert. Darüber hinaus können Sie Cookies für Statistikzwecke zulassen. Diese ermöglichen es uns, die Webseite stetig zu verbessern und Ihr Nutzererlebnis zu optimieren. Ihre Einwilligung zur Nutzung der Statistik-Cookies ist freiwillig und kann in der Datenschutzerklärung dieser Webseite unter „Cookie-Einstellungen“ jederzeit widerrufen werden.
Datenschutzerklärung
Impressum
Verbundvorhaben: Lebensmittelsicherheit und Resilienz von Lebensmittelwarenketten in biologischen Gefahrenlagen. Teilvorhaben: Bioinformatische Analyse von Sequenz- und Proteindaten (Ess-B.A.R.)
Projekt
Förderkennzeichen: 13N13984
Laufzeit: 01.05.2016
- 30.04.2019
Fördersumme: 272.208 Euro
Forschungszweck: Bestandsaufnahme & Abschätzung
Der Ess-BAR-Forschungsverbund befasst sich mit den Sicherheitsaspekten einer biologischen Großschadenslage durch hochpathogene zoonotische Erreger in der Lebensmittelkette und Konzepten zur Früherkennung und Prävention. Im Teilvorha-ben des Bundesinstitutes für Risikobewertung (BfR) werden konkrete Lösungsansätze erarbeitet, die zu einer Verbesserung des Schutzes der Gesellschaft bei außergewöhnlichen biologischen Gefahrenlagen beitragen können. In den letzten Jahrzehnten traten Infektionen mit hochpathogenen Agenzien wie Brucella, F. tularensis und B. anthracis in Deutschland nur selten auf. Deshalb sind die aktuellen amtlichen Überwachungskonzepte derzeit nicht dafür ausgelegt, einen Eintrag dieser zoonotischen Erreger in die Lebensmittelkette sicher und zeitnah zu erfassen. Die häufig unspezifischen klinischen Symptome bei Menschen führen dazu, dass Krankheitsfälle von klinisch tätigen Ärzten und Mitarbeitern im öffentlichen Gesundheitsdienst oft nicht erkannt werden. Die Diagnostik dieser Erreger erfordert in Deutschland rares Fachwissen und muss in hochspezialisierten Laboren (BSL3) unter erhöhten Sicherheitsbedingungen erfolgen. Lebensmittel sind eine komplexe nicht sterile Matrix, die hohe Anforderungen an die Probenvorbereitung hinsichtlich der Anreicherung und Detektion der bakteriellen Zielpathogene stellt. Eine der Kernherausforderungen des Teilvorhabens besteht daher in der Entwicklung von Verfahren, die sensitiv und spezifisch hochpathogene Erreger nachweisen und von der Lebensmittelmatrix und deren eigenen Mikrobiom abgrenzen können. Um in einer Krisensituation die unkontrollierte Ausbreitung von Pathogenen zu verhindern, bedarf es spezialdiagnostischer Verfahren zur Identifizierung, Rückverfolgung und Virulenzbeurteilung hochpathogener Erreger, schnelldiagnostische Werkzeuge für den schnellen Erregernachweis vor Ort und Data Mining Tools zur Vernetzung der diagnostischen und epidemiologischen Daten. Derzeit stellt die Bearbeitung komplexer Daten eine besondere Herausforderung dar. In Krisengeschehen müssen schnell alle verfügbaren Informationen aufbereitet und zielgerichtet analysiert werden können. Dies erfordert, dass Datenquellen bereits erschlossen, die Interpretation von Analyseergebnissen vorbereitet und eine Plattform für die Bereitstellung aller Informationen etabliert ist. Nur dann können alle Fakten ad hoc für eine übergreifende Bewertung genutzt und Handlungsempfehlungen abgeleitet werden. Aus den genannten Defiziten ergeben sich die drei wesentlichen teilvorhabenspezifische Ziele: 1) Spezialdiagnostik: Diagnostische Verfahren zur frühzeitigen Erkennung hochpathogener Erreger in Lebensmitteln (AP1-2) 2) Schnelldiagnostik: Entwicklung eines Demonstrators für einen in biologischen Schadenslagen einsetzbaren point of care–Test (AP3) 3) Data Mining: Informationstechnische Werkzeuge zur Integration und Auswer-tung komplexer Daten und Analyse der Ausbreitungswege und Identifizierung der Ausbruchs- bzw. Eintragsquelle (AP5) Die Entwicklung sensitiver und spezifischer diagnostischer Verfahren zur frühzeitigen Erkennung von hochpathogenen Erregern in Lebensmitteln besteht aus drei Komponenten, entsprechend der Beteiligung des Teilvorhabens an den Arbeitspaketen AP1, AP2 und AP3. Das erste Arbeitspaket (AP1 „Probennahme, -vorbereitung und –anreicherung“) umfasst die Etablierung und Optimierung von Verfahren zur Probenaufarbeitung für die Detektion hochpathogener Bakterien in ausgewählten Erreger/Matrix-Kombinationen (F. tularensis in Fleisch, B. anthracis auf Obst oder Gemüse und Brucella spp. in Milchprodukten). Im zweiten Arbeitspaket (AP2 „Spezialdiagnostik“) werden neue hochspezifische Verfahren zum Nachweis hochpathogener Bakterien aus Lebensmittelmatrices (Metaanalysen) mittels zweier komplementärer methodischer Ansätze, Next Generation Sequencing und hochauflösende Massenspektrometrie, entwickelt. Das dritte Arbeitspaket (AP3 „Schnelldiagnostik“) besteht in der Entwicklung eines Demonstrators für einen in biologischen Schadenslagen einsetzbaren point of care–Test. Des Weiteren ist die Entwicklung von IT-Werkzeugen zur Integration und Auswertung komplexer Daten und Analyse der Ausbreitungswege und Identifizierung der Ausbruchs- bzw. Eintragsquelle in AP5 („Data Mining und Epidemiologie“) ist ein integratives Ziel im Gesamtvorhaben. Hier wird ein Demonstrator entwickelt, der die Arbeiten und Ergebnisse aus allen anderen APs, angereichert mit epidemiologischen Analysen, in anwenderfreundlichen Tools und wissenschaftlichen Workflows bündelt. Dabei sollen in Zusammenarbeit mit der KNIME.com GmbH auch intuitive und informative Visualisierungsmöglichkeiten geschaffen werden, die es Managern und Bewertern von Gefahrenlagen schnell ermöglicht die Situation richtig einschätzen und gute Entscheidungen treffen zu können. Die im Rahmen dieses Teilvorhabens entwickelten labordiagnostischen und informationstechnischen Verfahren und die Bereitstellung von IT-Werkzeugen zur Integration und Auswertung komplexer Daten tragen direkt zum obersten Ziel des Projektverbundes Ess-B.A.R., der Verbesserung des Schutzes der Zivilbevölkerung vor Infektionserkrankungen durch hochpathogene Erreger wie B. anthracis, F. tularensis oder Brucella spp., die durch Großschadenslagen oder bioterroristische Aktivitäten in Lebensmittelwarenketten eingetragen werden können, bei. Im Falle des Versagens präventiver Maßnahmen, kann durch die unmittelbare Identifizierung und Aufklärung von Ausbruchsgeschehen die weitere Verbreitung der Erreger verhindert und die Versorgung der Bevölkerung mit unbedenklichen Lebensmitteln gewährleisten werden. Die im Rahmen des Teilvorhabens untersuchten Szenarien und als proof-of-principle entwickelten Verfahren stellen die Grundlage für eine spätere Adaptation an andere spezifische Gefahrenlagen dar, so dass sich ein Nutzen für Behörden und Wirtschaftsbeteiligte über die konkreten hier analysierten Szenarien hinaus ergibt. Auf diese Weise wird ermöglicht, den Endnutzern vor Ort an die jeweiligen Erfordernisse angepasste Verfahren zur Verfügung zu stellen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
- Lebensmittelmikrobiologie
- Toxikologie
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
Zugehörige Projekte: Ess-B.A.R.
- Verbundvorhaben: Lebensmittelsicherheit und Resilienz von Lebensmittelwarenketten in biologischen Gefahrenlagen
- Verbundvorhaben: Lebensmittelsicherheit und Resilienz von Lebensmittelwarenketten in biologischen Gefahrenlagen. Teilvorhaben: Bioinformatik und Data Mining und Epidemiologie
- Verbundvorhaben: Lebensmittelsicherheit und Resilienz von Lebensmittelwarenketten in biologischen Gefahrenlagen. Teilvorhaben: Charakterisierung und Identifizierung von pathogenen Erregern mittels hochauflösender Massenspektrometrie
- Verbundvorhaben: Lebensmittelsicherheit und Resilienz von Lebensmittelwarenketten in biologischen Gefahrenlagen. Teilvorhaben: Funktionale Materialien zur Abtrennung und Anreicherung von Pathogenen aus komplexen Matrices
