Entwicklung molekularer Point-of-Care Tests für Antibiotikaresistenzdeterminanten auf unterschiedlichen Plattformen

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1 Entwicklung molekularer Point-of-Care Tests für Antibiotikaresistenzdeterminanten auf unterschiedlichen Plattformen Dr. Ralf Ehricht und Dr. Sascha Braun Alere Technologies GmbH, Jena

2 Alere Technologies GmbH, Jena Lab Solution Point-of-care (POC) Array Mate Pima Analyser Pima CD4 cartridge Array Tube Alere Q 1998 CLONDIAG Chip Technologies GmbH founded 2000 Presentation of a Total Analysis Systems concept 2002 ArrayTube launched 2004 ArrayStrip launched 2006 Acquisition by Inverness Medical Inc IVD CE Pima CD Rebranding in Alere Technologies GmbH, Pima CD4 launch, DIN EN ISO certification 2011 WHO Prequalification of Diagnostics Listing of Pima CD Automation of Pima CD4 production process 2015 Alere q HIV1/2 Detect: fully automated test for detection of Human Immunodeficiency Virus type 1 and 2 in human blood and plasma samples ~400 Employees 2

3 Infektionskrankheiten HIV und Tuberkulose Alere Pima Analyzer Das weltweit erste POC Gerät zur Messung der absoluten CD4 Zahl bei HIV Patienten aus Kapillarblut. Alere q Erlaubt die molekulare Bestimmung der Viruslast bei HIV Patienten direkt aus Kapillarblut am Ort des Geschehens. Entwicklung eines Tuberkulosetests zusammen mit der Gates Foundation. 3

4 Alere Pima Analyzer 4

5 Alere Pima CD4 - Konzept Pima Analyser CD4 Zahl in weniger als 20 Minuten Batterie ODER Wechselstrom betrieben Kompakt (22cm x 13cm x 16cm), portabel und robust Eingebettete Software Keine externe Kalibrierung Datenbank im Gerät Pima Test Kartusche Benötigt nur geringes Volumen Fingerblut Keine manuelle Handhabung Alle Reagenzien sind in der Kartusche Getrocknete Reagenzien keine Kühlkette stabil zwischen 2 C - 30 C 5

6 Alere q Analyzer 6

7 Alere q Kartusche - Funktionen der Kompartimente 7

8 Competitive Reporter Monitored Amplification (CMA) a) Positive Hybridisierungskontrolle b) Target c) Interne Prozesskontrolle d) Negative Hybridisierungskontrolle Gleichzeitige quantitative Detektion des amplifizierten Targets durch die Benutzung von Fluorophor-markierten Reportern, die komplementär zu den Probes auf dem Microarray und zur Bindungsstelle des Targets sind. Das Signal an den entsprechenden Positionen auf dem Array wird in jedem PCR Zyklus durch Fluoreszenzbilder bestimmt. Je mehr Target durch Amplifikation produziert wird, je weniger Reporter binden and ihre entsprechenden Probes auf dem Array. Die aktuellen Limitation bestehender Real Time Quantifizierungssysteme können so durch Ortsauflösung mit nur einem Fluorophor überwunden werden. Ullrich et al., PLoS One. 2012;7(4):e

9 Alere q - Probenaufnahme 9

10 Alere i - Influenza A/B und Lateral Flow - HIV Alere i Eine molekulare Plattform für rasche und Patienten-nahe Diagnostik außerhalb diagnostischer Labore. 5 min versus 60 min! Alere Determine HIV-1/2 Ag/Ab Combo Der weltweit erste und schnelle POC Test, der HIV-1/2 Antikörper und freies HIV-1 p24 Antigen detektiert

11 Alere Offene Plattform Systeme - Übersicht 11

12 ArrayStrip (AS) / ArrayTube 2 Plattform Paralleles Multiplexing mit 4 x 4 mm Protein und DNA Mikroarrays AT2 mit 4 x 4 mm Mikroarrays AS mit 4 x 4 mm Mikroarrays Automatische Fertigung ArrayStrips 8 Well-Streifen mit integriertem Mikroarray in jedem Well, Bis zu 12 Streifen im Standard MTP Format 12

13 ArrayTube Plattform und Detektionsprinzip DNS Signal Detektion via HRP-induzierter Fällung: HRP: horseradish peroxidase, TMB: 3, 3', 5, 5'- tetramethylbenzidine Arraymuster durch Transmissionsdetektion: -AT Reader ATR 03 -CCD-basierte Detektion - Stromversorgung & Steuerung via USB Interface - incl. IconoClust-AT Software für Array Analyse 13

14 ArrayStrip/ArrayTube Plattform - ArrayMate 1. Mikroarray Reader für ArrayTubes oder ArrayStrips (einzeln oder MTP) 2. Max. 6 ArrayTubes 3. Max.12 ArrayStrips á 8 Reaktionen (max. 96 Reaktionen) 4. Bild- und Datenanalyse automatisch während des Auslesens 5. Software mit automatischer Spot Erkennung 6. Integrierter PC 7. Integrierte Datenbank 8. XML Daten Austausch 9. Barcode Reader 14

15 Antibiotikaresistenz eine der 7 wichtigsten globalen und aktuellen Bedrohungen für die Menschheit Unser weltweites Netzwerk versetzt uns in die Lage, Innovationen und Verbesserungen rasch im Gesundheitsmarkt zu etablieren

16 Warum Forschungscampus InfectoGnostics? Langfristigkeit, um zeitaufwändige Vorlaufforschung zu betreiben Optimale Vernetzung für mehr potentielle Produkte Gut ausgebildetes Personal Einbindung lokaler Ressourcen / Sichtbarkeit Verknüpfung internationaler Akteure (Gates Stiftung, FIND) mit wissenschaftlichen Netzwerken Rascher Zugang zu Proben / Hebeleffekt Interdisziplinarität / Einbeziehung neuester Erkenntnisse Patient Diagnose Therapie 16 16

17 Markervalidierung Gerätetechnik Mikrofluidik IPC / EAH / Alere Spektroskopie IPHT / IPC / AJ Assayentwicklung Zusammenarbeit im Forschungscampus Beispiel: Innovative Diagnostik für Pneumonien bei Immunsuppression (IDES) Erreger, Wirt und Resistenzen Technische Lösungen Qualifizierte Interessengemeinschaft führender Einrichtungen durch konkrete Tier-Modell UKJ / HKI Klinische Proben UKJ Detektionsverfahren Alere / IPHT / AJ / IPC Zusammenarbeit in einem klar definierten, Produkt-orientierten Projekt Alle relevanten Interessenvertreter zum Thema Infektionsdiagnostik Wirtsantwort- Diagnostik AJ / UKJ kommen in offener Atmosphäre zusammen Zugriff auf Ressourcen der Partner stellt beträchtlichen Hebeleffekt dar Resistenzen Alere / UKJ / IPC Erregerdiagnostik UKJ / Alere / AJ IPC / HKI Mobile Lösungen Alere / AJ / IPHT Positionierung innerhalb des Konzerns als Exzellenzzentrum wird befördert Positionierung innerhalb der Scientific Community als valider Partner wird gestärkt 17

18 Das erste kommerzielle Produkt des InfectoGnostics Projektes CarbDetect AS-2 Species identified 9 Carbapenemase genes 43 ESBL genes 6 NSBL genes 13 Aminoglycoside resistance 29 Cotrimoxazol resistance 12 Macrolide resistance 6 Quinolone resistance 6 Integrases 3 Toxin/Anti-Toxin system 2 Transposases 1 Multidrug efflux pumps 2 18

19 Vielen Dank 19