Neues Verfahren für den Kampf gegen Viren
Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft in Sulzbach und Regensburg arbeiten
im Projekt ViroSens gemeinsam mit Industriepartnern an einem neuartigen
Analyseverfahren, um die Wirksamkeitsprüfung von Impfstoffen effizienter
und kostengünstiger zu machen. Die Methode kombiniert elektrochemische
Sensorik und Biotechnologie und ermöglicht erstmals eine komplett
automatisierte Analyse des Infektionszustands von Testzellen.
Die Meisten sehen Impfungen als einen Segen der modernen Medizin, da sie
vor gefährlichen Viruserkrankungen schützen. Doch bevor es ein Impfstoff
in die Arztpraxis schafft, wird er zunächst auf seine Wirksamkeit geprüft,
um einen zuverlässigen Schutz zu gewährleisten. Die Tests werden
typischerweise im Labor an kultivierten Zellen durchgeführt. Zunächst
bringt man in die Zellkultur das Blutserum einer zuvor geimpften Person
ein, anschließend werden die Testzellen einer Viren-Infektion ausgesetzt.
War die Impfung erfolgreich, sind im Serum ausreichend neutralisierende
Antikörper gegen die Viren enthalten und der Viruskontakt bleibt
folgenlos. Dies dient als Beleg für die Wirksamkeit eines Impfstoffes. War
die Impfung nicht effizient genug, so sind die Antikörper-Titer im Serum
jedoch nicht ausreichend, um die Viruslast vollständig abzufangen. Die zum
Test eingesetzten Zellen sind dann den Viren gegenüber schutzlos und
werden infiziert.
Derzeit wird eine mögliche Infektion der Testzellen mit arbeitsintensiven
und teuren Färbeverfahren untersucht, die angesichts der enormen Anzahl an
notwendigen Tests für die Impfstoffentwicklung zunehmend limitierend
wirkt.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für
Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach/Saar und der Fraunhofer-
Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörpertechnologien EMFT auf dem
Campus der Universität Regensburg arbeiten derzeit gemeinsam mit den
Firmen nanoAnalytics GmbH (Münster) und innoMe GmbH (Espelkamp) an einem
neuen Lösungsansatz zur Messung der antiviralen neutralisierenden
Antikörper. Die Testzellen werden dazu auf Multi-Elektroden-Arrays
angesiedelt, die es erlauben, ihren Infektionszustand mit Hilfe
elektrochemischer Messverfahren vollständig automatisiert zu erfassen.
Dadurch entfallen die aufwendigen Färbereaktionen der herkömmlichen Tests,
was Zeit und Geld spart.
Die neue Methode hat jedoch noch einen weiteren Vorteil: Die Zellen werden
über einen längeren Zeitraum kontinuierlich überwacht. Bei den bislang
verwandten Färbenachweisen werden sie nur zu einem bestimmten Zeitpunkt
analysiert. Damit erhalten die Forschenden zusätzliche Informationen über
den Zeitverlauf der Zellreaktion, die bisher nicht zugänglich waren.
Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, ein entsprechendes
Komplettsystem einschließlich des Messgerätes, der zugehörigen Analyse-
Software und der zur Zellbeobachtung notwendigen Elektrodenarrays zu
erforschen und in Laboraufbauten umzusetzen, die einer späteren
Markteinführung den Weg bahnen.
Das Vorhaben „ViroSens“ wird vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF) in der Förderrichtlinie KMUinnovativ mit einer
Gesamtsumme von rund 2 Mio € gefördert.
