RAPIDS: Antikörperbasierte Schnelltests zur Erreger- und Resistenzdiagnostik
Die Arbeitsgruppe „RAPIDS“ unter der Leitung von Dr. Alexander Klimka entwickelt antikörperbasierte Schnelltests zum Nachweis von Krankheitserregern und klinisch relevanten Antibiotikaresistenzfaktoren. Das Akronym RAPIDS leitet sich von der englischen Bezeichnung „Resistance Assessment and Pathogen ID by Antibody-based Detection Systems“ ab. Ziel der Arbeitsgruppe ist es, klinisch relevante Erreger und Antibiotikaresistenzfaktoren schnell und zuverlässig direkt am Behandlungsort nachzuweisen und damit eine gezielte Therapie sowie geeignete Maßnahmen zur Infektionsprävention und -kontrolle zu unterstützen. Dafür hat die Arbeitsgruppe eine Plattform zur Generierung monoklonaler Antikörper gegen unterschiedliche mikrobielle Zielstrukturen und zur darauf aufbauenden Entwicklung von Lateral-Flow-Assays (LFAs) etabliert. Geeignete Zielstrukturen für die Schnelltests werden in enger Zusammenarbeit mit Dr. Paul Higgins sowie weiteren DZIF-Forschenden und Industriepartnern identifiziert. Die entwickelten Tests sollen ohne aufwendige Laborinfrastruktur innerhalb kurzer Zeit Ergebnisse liefern und sich insbesondere für die Point-of-Care-Diagnostik eignen. Aus diesem Ansatz sind gemeinsam mit dem belgischen Unternehmen Coris BioConcept bereits kommerziell verfügbare Diagnostikprodukte hervorgegangen.
Im Rahmen von RAPIDS werden antikörperbasierte Schnelltests unter anderem zum Nachweis von Antibiotikaresistenzfaktoren entwickelt. Die einfach anzuwendenden und kostengünstigen Lateral-Flow-Assays (LFAs) benötigen für die eigentliche Testdurchführung keine aufwendige Laborausstattung und sollen innerhalb kurzer Zeit Ergebnisse direkt am Behandlungsort („Point-of-Care“) ermöglichen. Damit sind solche Tests insbesondere für die Anwendung in Arztpraxen, Pflegeheimen oder Ländern mit eingeschränktem Zugang zu spezialisierten Diagnostiklaboren geeignet und können dazu beitragen, frühzeitig präventive Hygienemaßnahmen einzuleiten und eine gezielte Antiinfektivatherapie auszuwählen. Eine wichtige Voraussetzung für ihren Einsatz am Behandlungsort ist jedoch, dass Patientenproben wie Abstriche, Blut oder Urin schnell und unkompliziert für den Test aufbereitet werden können.
In Kooperation mit dem belgischen Unternehmen ↗ Coris BioConcept wird derzeit ein Schnelltest zum Nachweis der Vancomycin-Resistenzfaktoren VanA und VanB bei Vancomycin-resistenten Enterococcus faecium entwickelt. Weitere Ansätze richten sich auf den Nachweis hypervirulenter Klebsiella pneumoniae, das Screening von Pseudomonas aeruginosa-Isolaten im Zusammenhang mit Immuntherapien sowie die Diagnostik sexuell übertragbarer Infektionen wie Neisseria gonorrhoeae.
Etabliertes Entwicklungskonzept für LFA-Prototypen: Zunächst werden geeignete Zielproteine identifiziert und bioinformatorisch analysiert. Die selektierten Zielgene werden anschließend in E. coli kloniert und als rekombinante Proteine exprimiert und aufgereinigt. Mit den aufgereinigten Proteinen werden dann nach etablierten Protokollen Mäuse immunisiert und monoklonale Antikörper (mAb)-produzierende Hybridoma-Zellen generiert. Die mAbs werden anschließend aufgereinigt und bezüglich Spezifität und Bindungsstärke analysiert, bevor sie für die Entwicklung von LFA-Prototypen verwendet und in der Praxis getestet werden. Nach erfolgreicher Testung werden die Prototypen gemeinsam mit einem Industriepartner zu Diagnostikprodukten für den Gesundheitsmarkt weiterentwickelt und schrittweise in die klinische Praxis integriert.
Dass dieser Ansatz erfolgreich bis in die praktische Anwendung überführt werden kann, zeigen die gemeinsam mit Coris BioConcept entwickelten und inzwischen kommerziell erhältlichen LFAs OXA-23 K-SeT® (2018) und der Nachfolgetest RESIST ACINETO (2022) zum Nachweis von Carbapenemasen bei Acinetobacter baumannii. ↗ RESIST ACINETO weist innerhalb von 15 Minuten vier wichtige Carbapenemasen (OXA-23, OXA-40, OXA-58 und NDM) nach, die Carbapeneme spalten und dem behandelnden Arzt somit anzeigen, dass diese Antibiotikaklasse bei diesem Patienten unwirksam ist. Durch diesen Test werden über 95 Prozent der Carbapenem-Resistenzen bei A. baumannii-Infektionen identifiziert.
