ActiveEndoTest – Entwicklung eines neuartigen aktiven Systems zum Entfernen von Endotoxinen aus humanen Körperflüssigkeiten mit dem Ziel eines Schnelltests

In Deutschland sterben im Durchschnitt pro Tag mehr als 150 Menschen an Sepsis! Zudem ist sie die häufigste Todesursache auf nicht-kardiologischen Intensivstationen. Auslöser sind sogenannte Endotoxine, die vornehmlich in gram-negativen aber auch gram-positiven Bakterien gefunden werden. Nach dem Absterben der Bakterien wird die bakterielle Membran enzymatisch abgebaut und somit die elektrisch negativ geladenen Endotoxine freigesetzt. Bereits bei Konzentrationen < 4 ng Endotoxin/kg Körpergewicht wird eine zumeist sehr heftig verlaufende Immunantwort stimuliert.
Es besteht folglich die dringende Notwendigkeit, als Voraussetzung für eine zielgerichtete Therapie, die Endotoxinkonzentration zeitnah bestimmen zu können. Hierbei ist nicht nur die zuverlässige Detektion von Endotoxinen im Blut, sondern auch in anderen Flüssigkeiten, die parenteral verabreicht werden (Infusionen, Impfstoffe usw.) oder als Implantat in den Körper integriert werden, erforderlich.
Die durch die FDA zugelassenen Testsysteme basieren auf tierischen Bestandteilen (Blut des Pfeilschwanzkrebses) oder es kommen sogar Tierversuche (Hasen) zum Einsatz. Ein weiterer Nachteil ist die lange Versuchsdauer von mindestens einer Stunde bis Tagen. Die Durchführung erfolgt bisher in Hygiene- oder Mikrobiologie Routinelaboren. Es besteht jedoch ein großer Bedarf den Test als Point-of-Care System direkt ans Patientenbett zu bringen.

AET Schema — Abb. 1: Prozessablauf eines neuartigen, aktiven Systems für die Entfernung von Endotoxinen aus humanen Körperflüssigkeiten mit dem Ziel eines Schnelltests.

Im Forschungsvorhaben soll ein Einweg-Modul entwickelt werden, das die meist nur in geringer Konzentration vorliegenden Endotoxine auf einer Hochleistungsmembran zunächst aktiv bindet und anreichert (Teilprojekt i3 Membrane GmbH). Nach dem Rücklösen sind die Moleküle im gleichen Modul für einen Schnelltest verfügbar (Teilprojekt der TU Dresden, Professur für Bioverfahrenstechnik).