Kontaminationskontrolle im medizinischen Labor

Ein medizinisches Labor kann noch so exakt arbeiten: die Gefahr von Kontaminationen in Zellkulturen stellt ein unwägbares Risiko dar. Nicht selten werden diese Ein medizinisches Labor kann noch so exakt arbeiten: die Gefahr von Kontaminationen in Zellkulturen stellt ein unwägbares Risiko dar. Nicht selten werden diese Risiken falsch eingeschätzt und oft führen Kontaminationen zum Verlust der Kultur. Im Nachfolgenden wollen wir deshalb beleuchten, wie sich Verunreinigungen in Zelllinien konsequent erkennen und vermeiden lassen.
 

Jedes medizinische Labor ist Tag für Tag bedroht

Mikrobiologische Kontaminationen in Zellkulturen – auch in gekauften – sind in Laboren keine Seltenheit. Im Gegenteil: viele der im Labor kultivierten Zelllinien sind von Mykoplasmen infiziert. Auch feinste Pilzsporen lauern überall und können sich über die Luft verteilen. Und dann ist da noch der Mensch, der beim sterilen Arbeiten schlicht und einfach Fehler macht.

Horrorszenarien für das Zellkulturlabor – die diversen Kontaminationsarten:

• Mikrobiologische Kontamination (Bakterien, Mykoplasmen, Pilze, Hefen ...)
• Virale Kontamination
• Proteinäre Verunreinigung (Prionen)
• Chemische Verunreinigung (Leachables und Extractables aus Plastik, Schwermetalle ...)
• Kreuzkontamination mit anderen Zellkulturen
   

Woher kommen die Verunreinigungen?

1. Wie "clean" ist die Ausgangskultur?

Oft beginnt der Ärger bereits im Ausgangsmaterial. Auch wenn bei der Herstellung der Nährmedien alles versucht wird: Einige Stoffe lassen sich nicht vollständig sterilisieren. So besteht immer das Risiko, dass Mykoplasmen durch den Sterilfilter schlüpfen. Und Prionen überleben sogar eine Dampfsterilisierung bei 121 °C.

2. Arbeiten die Laboranten wirklich steril?

Eine der größten Kontaminationsursachen im Labor ist der Mensch. So wären z. B. viele Kreuzkontaminationen vermeidbar, würden Laboranten an der sterilen Arbeitsbank nicht gleichzeitig an mehreren Linien arbeiten. Denn wie schnell ist eine Kultur mit der anderen infiziert – sei es durch unsachgemäßes Liquid Handling.

Hektik ist ohnehin der Feind allen sterilen Arbeitens. So sollte die Tür zum CO₂-Inkubator nie ohne Grund geöffnet werden und schon gar nicht für längere Zeit offen stehen. Es sollte – Zeitdruck hin oder her – immer nur eine Zelllinie in Arbeit sein. Beim Auspacken von Einmal-Pipetten unter der Werkbank, sollten abgeschraubte Deckel abgelegt werden – Stichwort: Gute Laborpraxis (GLP).

Lesen Sie hierzu auch unseren Blogbeitrag: "5 spannende Einsatzgebiete für CO2-Inkubatoren"

3. Sind die richtigen Labormaterialien im Einsatz?

Natürlich können auch die im medizinischen Labor verwendeten Materialen zu Verunreinigungen in einer Zelllinie führen. Empfehlenswert sind deshalb unter anderem:

• Kunststoffgefäße ohne Weichmacher
• Ein geeigneter Inkubator-Standort (Waschbeckennähe kann zu Verunreinigung durch parfümierte Seifen führen)
• Inkubator-Zubehör aus biozidem Kupfer
• Bei der Arbeit mit Antibiotika sollten ab und an Linien ohne Antibiotika kultiviert werden. Denn Antibiotika kaschieren Verunreinigungen und Infektionen werden verschleppt.
   

Welche Infektionen sind mit welcher Untersuchung nachzuweisen?

Das Tückische an Mykoplasma-Infektionen ist, dass sie oft lange unentdeckt bleiben. Grundsätzlich lassen sich Kontaminationen mit unterschiedlichen – mehr oder weniger komplexen – Methoden gut kontrollieren und nachweisen:

• Die Information, ob eine Kreuzkontamination vorliegt, zeigt sich beim erfahrenen Laboranten bereits auf einen Blick durch das Mikroskop.
• Extrahiert man die Gesamt-DNA einer Zellkultur, ist darin enthaltene Mykoplasma-DNA mittels PCR-Methode nachweisbar.
• Labore, die viral transduzieren oder Bio-Assays durchführen, sollten zusätzlich virale Kontaminationen überprüfen.
• Labore, die Arzneimittel für neuartige Therapien herstellen, sollten Bakterien, Hefen, Pilze, Mykoplasmen, HIV, HCV, BSE-low risk nachweisen.
   

Wie ist der Umgang mit Kontaminationen?

Jede Kontamination muss dokumentiert und klassifiziert werden. Medizinische Labore, die Kontaminationsprobleme unter den Tisch kehren, riskieren nicht zuletzt ihren guten Ruf.

Darüber hinaus sind im Kontaminationsfall natürlich spezielle Reinigungsmaßnahmen zu ergreifen:

• Bei Pilzinfektionen empfiehlt sich zu prüfen, ob das Labor konsequent mit alkoholhaltigen Mitteln desinfiziert wird
• Grundsätzlich ist eine konsequente Sprüh-/Wischdesinfektion des Inkubator-Innenraums mit alkoholhaltigen Mitteln hilfreich
• In vielen Laboren ist eine monatliche Heißluftsterilisierung der medizinische Standard
• Eine Antibiotika-Behandlung befallener Linien ist im Umgang mit empfindlichen Stammzellen nur selten möglich. Es bleiben meist nur das Verwerfen der Kultur und ein kostspieliger Neuanfang