Die Diagnose von gefährlichen Infektionskrankheiten ist für Ärzte oft ein Wettlauf gegen die Zeit. Erst wenn klar ist, woran der Patient leidet, kann eine effektive Therapie eingeleitet werden. Häufig müssen die Patientenproben zur Untersuchung aber zuerst an medizinische Zentrallabore geschickt werden, sodass ein zusätzlicher Probentransport notwendig ist und bestenfalls nach mehreren Stunden ein Ergebnis vorliegt. Hoffnung auf schnellere Ergebnisse macht hier die sogenannte Point-of-Need(PON)-Diagnostik, die eine Untersuchung von Probenmaterial direkt am Ort des Geschehens ermöglicht, also beispielsweise in einer Arztpraxis, sodass ein behandelnder Arzt unverzüglich über die weitere Therapie entscheiden kann.

„Mit molekularen PON-Tests können verursachende Erreger bereits in weniger als einer Stunde nachgewiesen werden, wodurch den Patienten schneller geholfen werden kann“, berichtet Dr. Jörg Schickedanz, Geschäftsführer der QIAGEN Lake Constance GmbH, die Gerätesysteme für die PON-Diagnostik herstellt. Besonders bei schweren Erkrankungen oder im Falle einer Sepsis verbessert eine frühzeitige Diagnose die Überlebenschancen der Patienten deutlich und bringt gleichzeitig Kosteneinsparungen durch verkürzte Klinikaufenthalte.

„Wir beobachten einen Trend zur Dezentralisierung der Diagnostik, welche über das Klinikbett hinaus zum Hausarzt geht, zukünftig in manchen Fällen sogar bis hin zur Test-Durchführung durch den Patienten selbst bei sich Zuhause“, erklärt Dr. Schickedanz. Ermöglicht wird die schnelle Diagnose vor Ort durch miniaturisierte, idealerweise tragbare und einfach zu handhabende Testsysteme. Um eine sinnvolle Ergänzung zu Zentrallaboren darstellen zu können, müssen PON-Systeme aber natürlich nicht nur schnelle Ergebnisse liefern, sie müssen auch über eine vergleichbare diagnostische Aussagekraft verfügen. „Es handelt sich sozusagen um ein Labor im Taschen-Format“, beschreibt er weiter. Doch nicht nur in der medizinischen Diagnostik sind solche mobilen Geräte und die dadurch ermöglichten PON-Anwendungen interessant, auch in den sogenannten angewandten Testverfahren gewinnen sie zunehmend an Bedeutung. Sie können unter anderem zur schnellen Aufdeckung von Verunreinigungen in Nahrungsmitteln, zur Seuchenidentifizierung in Tierherden oder zum Nachweis von Drogenmissbrauch in Schulen eingesetzt werden.

QIAGEN Lake Constance ist bereits seit vielen Jahren in der mobilen Diagnostik aktiv, entwickelt optische Messgeräte und ist auf die Miniaturisierung von Testsystemen spezialisiert. „Dabei geht es vor allem darum, die Detektoreinheit zu verkleinern, die als Herzstück eines Testsystems für die hochsensitive Messung entscheidend ist“, erläutert Schickedanz. Je nach Anforderung kann diese für sehr unterschiedliche Anwendungen im molekularen, immunologischen oder chemischen Bereich genutzt werden. Die kompakten Detektoreinheiten werden vom Unternehmen sowohl entwickelt als auch hergestellt und in Testsysteme integriert. „Die eigentliche Messung der Parameter wird auf diese Weise mit der Analyse der Daten und deren Übertragung an Krankenhaus- oder Labor-Informations-Systeme verknüpft, damit die PON-Diagnostik dokumentiert, gesichert und zentral überwacht werden kann“, beschreibt Schickedanz das Prinzip.

Für den Einsatz in der PON-Diagnostik müssen die mobilen Geräte noch für den jeweiligen Test angepasst werden. „Wir arbeiten bei der Entwicklung eng mit unseren Kunden zusammen, die das Gerät dann mit ihren eigenen Nachweisreagenzien und Testsystemen als Diagnostiksystem auf den Markt bringen“, erklärt Dr. Schickedanz. Dabei spielt aber nicht nur der Test eine Rolle, den das Gerät später auslesen soll. Um die Bearbeitung weiter zu vereinfachen, wird auch vermehrt auf eine integrierte Probenvorbereitung im Gerät gesetzt, sodass der Anwender in einem Arbeitsschritt von der Probe bis zum Ergebnis inklusive Datenverarbeitung kommt. Im Rahmen des Förderprojekts „ResCheck“ hat QIAGEN Lake Constance bereits ein solches Testsystem für Atemwegserkrankungen entwickelt (s. "QIAGEN Lake Constance: Ein „Plattenspieler“ für die schnelle Diagnose", Link rechts).

Zum aktuellen Sortiment des Unternehmens zählen Gerätelösungen für zwei verschiedene diagnostische PON-Nachweismethoden: Dabei handelt es sich zum einen um isothermale Nukleinsäure-Amplifikations-Tests, welche einen deutlich schnelleren Erregernachweis gegenüber herkömmlichen PCR-basierten Verfahren ermöglichen. Zum anderen werden Geräte für sogenannte Lateral-Flow-Tests entwickelt, die für den quantitativen Nachweis von Zielmolekülen in Körperflüssigkeiten eingesetzt werden. „Damit kann beispielsweise kosteneffizient der Gehalt von fäkalem Calprotectin quantifiziert werden, was zur Differentialdiagnostik chronischer Darmerkrankungen eine wichtige Rolle spielt“, erläutert Dr. Schickedanz den Einsatz.

Um die Produktpalette kontinuierlich zu erweitern und auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben, ist QIAGEN Lake Constance immer wieder an Forschungsprojekten beteiligt, in denen das Unternehmen die Bereitstellung der diagnostischen Plattform übernimmt. „Aktuell sind wir an zwei Förderprojekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung beteiligt sowie an einem Projekt der Bill und Melinda Gates Stiftung“, erklärt Schickedanz. Alle Projekte haben das Ziel, ein akkurates PON-Diagnostiksystem zum schnellen Nachweis von Infektionserregern aufzubauen. Der jeweilige Fokus liegt dabei auf der Diagnose von Sepsis, Atemwegsinfektionen und aktiven Tuberkuloseinfektionen.

Die QIAGEN Lake Constance GmbH entstand 2010 aus der Übernahme der Stockacher Firma Embedded System Engineering GmbH (ESE) durch den Hildener QIAGEN-Konzern. ESE verfügte seit seiner Entstehung über eine breite Expertise in der Entwicklung von kleinen, hochsensitiven und dezentral einsetzbaren Detektionssystemen und QIAGEN erkannte den Trend zur PON-Diagnostik. „Als ‚Competence Center for Optical Detection‘ innerhalb von QIAGEN haben wir aber eine weitgehende Unabhängigkeit bewahrt, die es uns erlaubt, die Vorteile der kleinen unabhängigen ESE weiter zu leben, wie zum Beispiel Flexibilität und Schnelligkeit“, erklärt Dr. Schickedanz. Seit der Übernahme konnte das Unternehmen deutliche Umsatzsteigerungen verzeichnen und weitere Mitarbeiter einstellen, so dass es sich aktuell aus einem 54-köpfigen, interdisziplinären Team zusammensetzt. Neben der Auftragsarbeit für andere Firmen sollen zukünftig auch die Produkte der Konzernmutter mit den Technologien und Produkten der QIAGEN Lake Constance kombiniert werden, um sie beispielsweise mit molekularbiologischen oder immunologischen Tests gemeinsam als integrierte Systemlösung zu vermarkten.