iSOLID

iSOLID – eine intelligente Hochdurchsatz-Lösung für die schnelle und sichere Diagnostik von Infektionskrankheiten

Schwere Infektionskrankheiten zählen zu den zehn häufigsten Todesursachen in Europa und sind eine der größten Herausforderungen für die Gesundheitssysteme. Ein großer Teil dieser Infektionen wird durch sogenannte Biofilm-Infektionen verursacht, zu deren Nachweis und gezielter Therapie bislang diagnostische Methoden fehlen. Ein schneller und spezifischer Nachweis von Erregern ist jedoch essentiell für die korrekte Wahl der Antibiotika-Therapie. FISH (Fluoreszenz in situ Hybridisierung) ist eine anerkannte diagnostische Methode, die Vorteile von Molekularbiologie, Fluoreszenzmikroskopie, und Histologie miteinander vereint und auf fluoreszenzmarkierten DNA-Sonden beruht. Durch FISH lassen sich Mikroorganis-men mikroskopisch im Gewebszusammenhang darstellen und identifizieren, sowie nach Anzahl, Lokalisation und Aktivität quantifizieren. Das Biofilmzentrum des Deutschen Herz-zentrums Berlin (DHZB) verfügt über eine weltweit einzigartige Kompetenz in der FISH-Diagnostik von Biofilm-assoziierten Infektionen. Entsprechende FISH-Kits und -Automaten befinden sich bereits in Entwicklung und sollen in den nächsten Jahren auf den Markt kommen. Die Entwicklung des letzten Bausteins, um FISH in großem Maßstab einfach, sicher und schnell einsetzen zu können, ist das Ziel dieses Projektes.

Photonik, digitale Bildanalyse und intelligentes Management von Big Data für eine verbesserte Infektionsdiagnostik

FISH produziert sehr große Bilddatenmengen, die extrem aufwändig und komplex zu interpretieren sind. Um dieses Problem zu lösen werden im Rahmen die¬ses Projekts drei Komponenten entwickelt:
i    eine digitale Bildanalyse zur automatischen Detektion und Quantifizierung von Mikroorganismen,
ii    eine Workflow-Integration und Probenhandling-Lösung zur quantitativen Analyse von Biofilmen zur Entwicklung neuer Präventions- (z.B. Oberflächen) und Behandlungsmethoden (z.B. Antibiotika)
iii    ein intuitives Archivierungs- und Workflowsystem zum schnellen und sicheren Speichern, Organisieren und Bearbeiten aller relevanten (Bild-)Daten.

In einer diagnostischen Studie wird iSOLID direkt an klinischem Material evaluiert. In Kombination mit diesen Komponenten werden die strukturellen Möglichkeiten geschaffen diese High-Throughput-FISH Technologie routinemäßig überregional und international einzuset¬zen und damit die existierende Lücke in der Diagnostik von Infektionskrankheiten zu schließen. Die gemeinsame Vision aller Projektpartner besteht darin, mittelfristig auch andere Labore in dieser Kooperation mit lizenziertem Know-How und Gerätetechnik für die FISH-Diagnostik auszurüsten und die Auswertung über Tele-FISH am Biofilmzentrum zu realisieren.