Forschende am Leibniz-Institut für Photonische Technologien haben zusammen mit drei Thüringer Diagnostikunternehmen eine Mikroarray-Plattform entwickelt, die mit einem Tropfen Blut Impfschutz prüft und antibiotikaresistente Erreger nachweist. Die Innovation entstand am InfectoGnostics Forschungscampus und adressiert Herausforderungen wie Impflücken und resistente Infektionen. Die Studie dazu erschien in Frontiers in Microbiology.

Die Plattform beschleunigt die Suche nach geeigneten Antikörpern von Wochen auf Tage und ermöglicht eine schnellere Entwicklung neuer Tests, was angesichts steigender Antibiotikaresistenzen von Vorteil ist.

Im Fokus stehen Resistenzen gegen Reserveantibiotika. Die Studie testet Antikörper, die bakterielle Enzyme nachweisen, die Antibiotikaklassen wie Beta-Laktame oder Colistin unwirksam machen. Carbapenemasen machen nahezu alle Beta-Laktam-Antibiotika wirkungslos, MCR-1 schützt gramnegative Bakterien wie Escherichia coli vor Colistin, das bei schweren Infektionen eingesetzt wird.

Der Mikroarray testet alle Antikörper gleichzeitig als Fänger und Sucher, was Zeit und Schritte im Vergleich zu ELISA-Tests spart. Von 49 getesteten Antikörpern zeigten etwa ein Fünftel starke, reproduzierbare Signale und eignen sich für Schnelltests wie Lateral-Flow-Streifen. Ziel sind Ergebnisse in Minuten mit hoher Spezifität und Sensitivität.

Für den Impfschutz wurde die Technologie bereits 2022 genutzt, um Antikörper gegen Masern, Tetanus oder SARS-CoV-2 nachzuweisen. Ein Tropfen Blut reicht, um die humorale Immunantwort zu prüfen: Fixierte Antigene auf dem Chip binden passende Antikörper.

Dies ist relevant angesichts steigender Masernfälle: Laut WHO und UNICEF gab es 2024 über 127.000 Fälle in der europäischen Region, doppelt so viele wie im Vorjahr, verschärft durch sinkende Impfquoten nach der Pandemie. Die Plattform könnte Impflücken bei Untersuchungen oder Checks aufdecken.

Ziel ist eine flexible Plattform für neue Risiken wie Erreger, Impflücken oder Resistenzen.

Die Entwicklung erfolgte mit INTER-ARRAY by fzmb GmbH, Senova GmbH und -4H-JENA engineering GmbH. INTER-ARRAY entwickelte Antikörper und Mikroarrays, Senova und -4H-JENA brachten Expertise in Lateral-Flow-Assays und Systemintegration ein. Das Leibniz-IPHT übernahm Assayentwicklung, Zielauswahl, Nachweisverfahren und Validierung.

Die Studie ist Teil des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten Projekts RESISTOVAC, das eine modulare Multiparameter-Plattform für Impfschutz und Resistenzen anstrebt.

Durch Modularität kann die Plattform erweitert werden. Künftig soll sie am Leibniz-Zentrum für Photonik in der Infektionsforschung eingesetzt werden, um Diagnostik schneller in Kliniken, Praxen oder mobile Zentren zu bringen.

Originalpublikation:
Braun, S. D., Reinicke, M., Diezel, C., Müller, E., Frankenfeld, K., Schumacher, T., et al. (2025). High-throughput screening of monoclonal antibodies against carbapenemases using a multiplex protein microarray platform. Frontiers in Microbiology Volume 16 – 2025. doi: 10.3389/fmicb.2025.1650094.

Burgold-Voigt S, Müller E, Zopf D, Monecke S, Braun SD, Frankenfeld K, Kiehntopf M, Weis S, Schumacher T, Pletz MW, Ehricht R; CoNAN Study Group. Development of a new antigen-based microarray platform for screening and detection of human IgG antibodies against SARS-CoV-2. Scientific Reports. 2022; 12(1):8067. doi: 10.1038/s41598-022-10823-7

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

Gender-Hinweis. Die in diesem Text verwendeten Personenbezeichnungen beziehen sich immer gleichermaßen auf weibliche, männliche und diverse Personen. Auf eine Doppel/Dreifachnennung und gegenderte Bezeichnungen wird zugunsten einer besseren Lesbarkeit verzichtet.