Funktionelle Lateral Flow Arrays zur Identifizierung multiresistenter Keime (FlowArray)

Im Projekt FlowArray (Funktionelle Lateral Flow Arrays zur Identifizierung multiresistenter Keime) entwickelt die Hochschule Furtwangen gemeinsam mit Partnern (multi-)funktionale Multiplex Lateral Flow Mikroarrays (LFMAs) zur Point-of-Care-Analyse multiresistenter bakterieller Infektionen. Das Projekt wird von Prof. Dr. Matthias Kohl geleitet.

Herausforderung 

In Deutschland ziehen sich jährlich 400.000 bis 600.000 Menschen bei einer stationären Behandlung im Krankenhaus bakterielle Infektionen zu. Etwa 10.000 bis 15.000 dieser Krankenhausinfektionen verlaufen tödlich. (Multi-)resistente Erreger spielen dabei eine besondere Rolle, da die Chance auf eine erfolgreiche Therapie von der Auswahl des richtigen Antibiotikums abhängt und eine ungünstige oder gar falsche Wahl den Therapieerfolg negativ beeinflusst. Der ungezielte Einsatz von Antibiotika forciert zudem die Entwicklung von Resistenzen. Um diese Vorgehensweise durch zielgerichtetere Therapien ersetzen zu können, wird ein Analysesystem benötigt, das möglichst schnell und differenziert belastbare diagnostische Daten zu den Erregern der jeweiligen Infektion liefert.

Ziele und Vorgehen 

Ziel des Projekts FlowArray ist es, ein Analysesystem auf Basis der so genannten Multiplex Lateral Flow Mikroarrays (LFMA) zu entwickeln. Es soll eine schnelle und patientennahe Diagnostik infektiöser Keime ermöglichen und dabei auch Resistenzen identifizieren. Der Schlüssel dazu ist die selektive Bindung solcher resistenten Keime an die Arrays.

Die Arbeitspakete für das Vorhaben reichen von der Etablierung der Technologie über die Detektion von Bakterienreinkulturen und die Analyse medizinischer Proben bis hin zur Entwicklung einer Auswertungs-App für mobile Endgeräte. Die hohe Sensitivität und Multiplex-Fähigkeit soll unter anderem durch den Einsatz von fluoreszenten Halbleiternanokristallen erreicht werden, sogenannten Quantum Dots. Hierfür muss die Dispensiertechnologie etabliert werden. Der molekularbiologische Resistenznachweis muss entwickelt werden, und es sind Hardwareanpassungen für verschiedene Teststreifenformate notwendig. Außerdem werden verschiedene Assay-Formate getestet. Anschließend können die Dispensiertechnologie im Produktionsmaßstab etabliert sowie Prozesse für die Qualitätskontrolle entwickelt werden.

Innovationen und Perspektiven 

Die im Projekt zu entwickelnde molekularbiologische Nachweismethode auf Basis von Lateral Flow Mikroarrays kann bis zu 25 Analyten aus einer Probe parallel nachweisen und zudem helfen, in der Diagnostik einen bedeutenden Anteil an kostspieligen Reagenzien einzusparen. Das System wäre der erste umfassende Ansatz zur Point of Care-Analyse multiresistenter Keime auf dem Markt und damit ein Produkt mit Alleinstellungsmerkmal. Er kann zudem das Portfolio des Industriepartners R-Biopharm AG ergänzen, da die Firma bereits sehr erfolgreich bei der Vermarktung von Schnelltests ist. Zudem schafft die wachsende Zahl an multiresistenten Keimen eine Problemlage, für die dringend praxistaugliche Lösungen benötigt werden, so dass die Vermarktungschancen für das System als sehr hoch einzuschätzen sind.