zurück zur Themenseite

CMV-Analyse mit intelligentem Workflow

Automatisierung, die Leben rettet

Das DKMS Life Science Lab setzt neue Maßstäbe bei der CMV-Analyse und bringt dank einer Laborautomatisierungslösung bestmögliche Stammzellspender und Patienten zusammen.

Maßgeschneiderte Automatisierungslösung: modular, flexibel und ergonomisch. So haben Anwender größtmögliche Freiheit für eigene Anpassungen. © Analytik Jena
Mit einem neuen Verfahren zur CMV-Analyse (CMV – Cytomegalie-Virus) setzt das DKMS Life Science Lab internationale Maßstäbe. Das Verfahren trägt dazu bei, dass der bestmögliche Stammzellspender für Blutkrebspatienten frühzeitig identifiziert werden kann. Die intelligente Automatisierung des Workflows spielt dabei eine Schlüsselrolle.

Allein in Deutschland erhält alle 15 Minuten ein Patient die Diagnose Blutkrebs, weltweit sogar alle 35 Sekunden. Schlägt die Chemotherapie nicht an oder besteht ein besonders hohes Risiko für den Patienten, kommt im nächsten Schritt die Frage nach einem potenziellen Stammzellspender auf. Während der Suche nach dem besten Kandidaten durchleben die betroffenen Patienten eine Zeit des Hoffens und Bangens.

Langwierigen Suchkomplex beschleunigen

Die Spendersuche ist komplex. Den passenden Spender zu finden, hängt von vielen Faktoren ab. Die Bestimmung der Blutgruppe von Spender und Patient spielt hier nur eine untergeordnete Rolle. Viele, wesentlich wichtigere Parameter müssen bestimmt und bei einer Stammzellentransplantation beachtet werden, damit sie erfolgreich sein kann. Die DKMS gGmbH (ehemals Deutsche Knochenmarkspenderdatei) hat es sich zur Aufgabe gemacht, diesen langwierigen Suchprozess zu beschleunigen, um den Blutkrebs langfristig zu besiegen. Die Organisation betreibt eine der weltweit führenden Stammzellspenderdateien mit neun Millionen registrierten Spendern. Patienten auf der ganzen Welt können so schnell einen möglichen Spender finden. Seit der Gründung 1991 hat die DKMS bereits 78 000 Spender vermittelt. Damit in Zukunft noch mehr Spender und Patienten zusammenfinden, soll die Datenbank wachsen und die Datenqualität noch weiter steigen. Das heißt: mehr Proben, detailliertere Spenderprofile und eine höhere Geschwindigkeit bei der Probenbearbeitung.

Anzeige
Robotik spielt eine entscheidende Rolle für den zeitnahen und effizienten Transport von Mikroplatten und Material zwischen den Stationen. © Analytik Jena

Im DKMS Life Science Lab in Dresden hat man sich voll und ganz dieser Aufgabe verschrieben. Das Labor erstellt täglich aus tausenden eingehenden Proben detaillierte Spenderprofile für die DKMS und viele andere Register auf der ganzen Welt. Neben den regelmäßig geforderten zwölf HLA-Merkmalen (HLA – humane Leukozyten-Antigene) werden im DKMS Life Science Lab viele weitere Marker analysiert, darunter auch der CMV-Status (CMV = Cytomegalie-Virus) potenzieller Spender. Die Auswahl eines Spenders, der einen mit dem Patienten übereinstimmenden CMV-Status hat, verringert das Risiko zusätzlicher Komplikationen.

Automatisierung spielt eine Schlüsselrolle, um die Fülle zu bestimmender Parameter und das hohe Probenaufkommen zu bewältigen. Das DKMS Life Science Lab hat für die Hochdurchsatz-Typisierung bereits in der Vergangenheit Standards gesetzt. Nun entwickelte das Labor ein weltweit einzigartiges Verfahren für die CMV-Analyse und setzt damit erneut Maßstäbe.

Neues Verfahren zur Bestimmung des CMV-Status

CMV gehört zu den Herpesviren. Während eine Infektion für gesunde Menschen harmlos ist, kann für Blutkrebspatienten mit einem geschwächten Immunsystem eine Infektion lebensbedrohlich sein. Deshalb muss der CMV-Status von Spender und Empfänger übereinstimmen, damit eine Stammzelltransplantation erfolgreich sein kann. Die Bestimmung des CMV-Status war bisher nur aus Blutproben der Spender möglich. Jedoch sind etwa 90 Prozent der eingehenden Proben im DKMS Life Science Lab Wangenschleimhautabstriche, die mit Abstrichstäbchen, sogenannten Buccal Swabs, von der Mundschleimhaut genommen werden. HLA-Merkmale und andere Parameter konnten daraus zwar bestimmt werden, nicht aber der CMV-Status. Der Umweg über die Blutuntersuchung war kosten- und zeitintensiv, da für viele Spender der CMV-Status nicht zum Zeitpunkt der Registrierung bestimmt werden konnte. Daher hat das DKMS Life Science Lab ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich der CMV-Status bereits aus den Wangenabstrichen bestimmen lässt und damit bereits zum Zeitpunkt der Registrierung vorliegt. Dieses Verfahren ist weltweit einzigartig und beschleunigt den Prozess entscheidend.

Mit der Einführung dieses Verfahrens stieg die Anzahl der zu bearbeitenden Proben jedoch um ein Vielfaches. Das dedizierte CMV-Labor des DKMS Life Science Lab musste angepasst werden, um von einst 15 000 auf nun 100 000 Proben pro Monat zu skalieren. Keine einfache Aufgabe. Viele Faktoren mussten in Betracht gezogen und miteinander in Einklang gebracht werden. Gemeinsam mit dem Messinstrumentehersteller Analytik Jena entwickelte das DKMS Life Science Lab eine Lösung, die auch für künftige Herausforderungen gerüstet ist.

Automatisierung der CMV-Analyse

Jeder Prozessschritt im Analyse-Workflow wird im DKMS Life Science Lab redundant abgebildet, um etwaige Störungen kompensieren zu können und einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Zum Einsatz kommen nur die Systeme, die für ihre jeweilige Aufgabe am optimalsten geeignet sind. Neben der Flexibilität und der Leistungsfähigkeit der Geräte spielt auch die Betreuung durch den Hersteller eine wesentliche Rolle. Ein lösungsorientierter Service mit schnellen Reaktionszeiten ist für den langfristigen, effizienten Betrieb der Anlage entscheidend.

Ziel war es, 6 000 Proben am Tag zu bearbeiten. Das auf einem ELISA-Assay basierende Verfahren musste entsprechend auf eine automatisierte Anlage überführt werden. Die Entwicklung der kundenspezifischen Lösung erfolgte durch ein erfahrenes Team aus Automatisierungsspezialisten der Analytik Jena, das bereits zahlreiche vollautomatische Hochdurchsatzanlagen für Labore auf der ganzen Welt realisiert hat. Das Team entwickelte für das DKMS Life Science Lab eine maßgeschneiderte Lösung, die auf hohe Leistung ausgelegt ist und für Flexibilität und künftige Skalierbarkeit optimiert wurde.

Mit der CMV-Anlage werden im DKMS Life Science Lab in Dresden täglich 6000 Proben bearbeitet. © Analytik Jena

Viele ergonomische Aspekte flossen in das Design ein, etwa das Layout der Systeme, ein einfacher Zugang für Anwender und Servicetechniker zu allen Komponenten, die durchdachte Bereitstellung von Flüssigkeiten und die unkomplizierte Handhabung von Hardware und Software. Diese Faktoren sind für den langfristigen, effizienten Betrieb unerlässlich.

Mikrotiterplatten-Prozessierung

Das Kernelement der Automatisierungsanlage ist die Pipettierplattform Cybio Felix von Analytik Jena, eine modulare und flexibel integrierbare Plattform, die Anwendern viel Freiheit für Anpassungen bietet. Im CMV-Workflow des DKMS Life Science Lab sind zwei Pipettierplattformen mit je 96 Wells integriert. Im gesamten automatisierten Workflow kommen sowohl Technologie von Analytik Jena als auch Geräte von Drittherstellern zum Einsatz – beispielsweise ein Scara-Roboter für den Transport der Platten zwischen den einzelnen Stationen, ein Inkubator sowie Washer und Dispenser. Nach dem Design und der Entwicklung der Anlage wurde die Leistung der Anlage bis ins Detail optimiert. Ein Beispiel dafür ist die reduzierte Taktzeit der Automatisierungssequenzierung. Diese konnte durch eine derartige Optimierungsanstrengung auf nahezu die Hälfte reduziert werden.

Das DKMS Life Science Lab ruft alle Menschen auf, Spender zu werden (s. Infokasten). Mehr Spender bedeuten natürlich auch mehr Proben, die bearbeitet werden müssen. Schon jetzt gehen im DKMS Life Science Lab täglich tausende Proben ein, und eine Automatisierung ist schon jetzt unverzichtbar, um zeitnah und effektiv Probentypisierungen oder die hier beschriebene CMV-Bestimmung durchzuführen. Zur Sicherstellung des geplanten Durchsatzes von 1 000 000 Proben pro Jahr realisierte Analytik Jena – nach erfolgreicher Validierung der ersten Anlage – noch ein zweites System.

AUTOREN

Manuela Beil-Peter
Director Business Sector Liquid Handling and Automation
Analytik Jena

Michael Brehm
Labortechnik & Automation
DKMS Life Science Lab

Anzeige
zurück zur Themenseite

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Tagungsbericht

Forum on Halogenated Pollutants 2019

Führende Wissenschaftler haben Anfang April beim Forum on Halogenated Pollutants 2019 (FoHP 2019) in Burghausen regulatorische und analytische Fragestellungen zu persistenten halogenierten Schadstoffen diskutiert. Eingeladen hatte LCTech.

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem LABO Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite