Roboter im Einsatz für Forschung und Diagnostik

Im Vergleich zu bisher 15 Tests könne das neue System täglich mehr als 1.000 Tests auf neutralisierende Antikörper durchführen. Weil somit deutlich mehr Menschen auf ihre Immunität gegen die verschiedenen Stämme des Coronavirus getestet werden können, kann die Automatisierung somit auch dazu beitragen, dass die Forscherinnen und Forscher der UTMB ein besseres Verständnis für die Wirksamkeit von COVID-Impfstoffen erhalten.

Die kontinuierliche Mutation des Coronavirus seit seinem ersten Auftreten Ende 2019 stellt sowohl Forschende als auch Regierungen vor große Herausforderungen. Denn sie müssen stets Wege finden, seine Ausbreitung zu kontrollieren und zu begrenzen. Obwohl zahlreiche Impfstoffe entwickelt wurden, erschwert die schnelle Mutation des Virus die Suche nach dem wirksamsten Schutz gegen jede Variante.

„Die Möglichkeit, täglich eine erhöhte Anzahl an Tests durchführen zu können, ist der Schlüssel, um mehr Daten zu individuellen Immunitätsprofilen zu erhalten. Dies trägt dazu bei, die Ausbreitung des Virus zu kontrollieren“, betont Dr. Michael Laposata, Professor und Vorsitzender des Instituts für Pathologie an der UTMB. „Das automatisierte System, das wir zusammen mit ABB entwickelt haben, ermöglicht es uns, unsere Zielvorgaben präzise, flexibel und sicher zu erreichen. Denn wir können die Tests schneller durchführen und müssen unser Laborpersonal keinem potenziellen Infektionsrisiko aussetzen, wie es bei manuellen Tests der Fall ist.“

Ziel des automatisierten Testsystems ist der spezifische Nachweis eines neutralisierenden SARS-CoV-2-Antikörpers ohne Kreuzreaktion mit einer anderen Infektion – was diesen Test zum Goldstandard für serologische COVID-19-Tests machen kann. Die daraus resultierenden Daten können anschließend sowohl von den getesteten Personen als auch von Forscherinnen und Forschern herangezogen werden, um eine Immunität durch Impfung oder Infektion besser zu verstehen. Zudem können die Daten auch lokalen politischen Entscheidungsträgern als Grundlage für die Minimierung des Risikos weiterer Infektionen dienen, etwa durch die Vermeidung von Virus-Hotspots.

„Dieses Projekt ist ein anschauliches Beispiel dafür, wie Robotik die Geschwindigkeit und Effizienz steigern und gleichzeitig die Arbeit für die beteiligten Forschenden sicherer machen kann“, sagt Daniel Navarro, Leiter Consumer Segments and Service Robotics bei ABB. „In enger Zusammenarbeit mit dem UTMB bündeln wir unser Know-how in den Bereichen Biologie, Laborprozesse, Automatisierung und Software, um eine automatisierte Roboterlösung auf den Weg zu bringen, die unsere Maßnahmen zur Bekämpfung der COVID-Pandemie signifikant vorantreibt.“

Aus der Entwicklung
Das automatisierte Testsystem auf neutralisierende Antikörper wurde mit der Offline-Programmiersoftware „RobotStudio®“ programmiert, um verschiedene Kombinationen von Laborgeräten und Roboterpositionen zu simulieren und zu testen und so das effektivste Konzept zu entwickeln. Das Ergebnis: Ein funktionierendes System, das innerhalb von 18 Monaten in Betrieb genommen werden konnte. „Was wir in diesem Projekt in so kurzer Zeit geschafft haben, ist außergewöhnlich“, so Juan Garcia, Director Laboratory Services an der UTMB. Dr. Michael Laposata ergänzt: „Nichts von dem, was wir erreicht haben, wäre ohne ABB und den weiteren Projektbeteiligten möglich gewesen. Von der Erstellung und Simulation eines funktionierenden Konzepts in der RobotStudio®-Software bis hin zur Inbetriebnahme der automatisierten Testzellen, die jetzt in unserem Labor im Einsatz sind – dies ist in Sachen Teamarbeit das Beste, was ich in 35 Jahren in diesem Beruf erlebt habe.“

Ein weiterer Vorteil des automatisierten Systems ist, dass es auch für andere Arten von Virentests eingesetzt werden kann. Dieses Projekt ist nur eines von mehreren weltweit, bei denen ABB-Roboter im Einsatz sind, um Wege zum Schutz vor COVID zu finden.

Artikel des LABO vom 06.02.2023