Der Arbeitskreis für Angewandte Biochemie an der Technischen Universität Darmstadt unter Leitung von Prof. Harald Kolmar forscht zur Generierung maßgeschneiderter Antikörper für diagnostische und therapeutische Anwendungen.

In einem Projekt im Rahmen der strategischen Kooperation zwischen der TU Darmstadt und dem Unternehmen Merck entwickelte der Doktorand Adrian Elter innovative Papier-basierte Schnelltests zur Detektion von SARS-CoV-2 spezifischen Antikörpern. Die Ergebnisse wurden jetzt publiziert.

In „lateral flow tests“ (LFTs), bekannt als Corona-Schnelltests oder Schwangerschaftstests, wird chemisch modifizierte Zellulose in Form von Nitrozellulose-Membranen für den Kapillartransport der Probe verwendet. Nitrocellulose ist schwer biologisch abbaubar und in der Herstellung deutlich aufwändiger und teurer als herkömmliches Zellulose-basiertes Papier. „Deshalb lag unser Fokus darauf, Nitrozellulose durch biologisch abbaubares Papier zu ersetzen“, so Prof. Harald Kolmar. „Papier als Trägermaterial für solche Tests eignete sich bisher nicht, da bei solchen Teststreifen auf der Kontroll- und Testlinie spezielle Nachweis-Antikörper in großer Anzahl aufgebracht werden müssen. Antikörper haften allerdings schlecht an Papier, aber sehr gut an Nitrozellulose. Für dieses Problem haben wir eine technische Lösung gefunden. Unsere neuartige Technologie basiert auf der Kopplung eines stark Zellulose-bindenden Proteins aus Bakterien an Antikörper, wodurch diese auf Papiersubstraten ausgezeichnet anhaften“, so fasst Kolmar die Ergebnisse der Arbeit im Rahmen der bisherigen „Merck Lab@TU Darmstadt“-Aktivitäten zusammen. Die Modellexperimente mit einem Papier-basierten Schwangerschaftstest und einem Covid19-Antikörper-Schnelltest wurden im Fachjournal Scientific Reports der Nature Publishing Group veröffentlicht.

Schnelltests sind seit Jahrzehnten nicht mehr aus der klinischen Diagnostik, Umweltanalytik und Heimanwendung wegzudenken. Milliarden Schnelltests werden sowohl für den Nachweis einer Infektion mit dem Coronavirus eingesetzt, als auch zur Überprüfung, ob Patienten nach einer Infektion oder Impfung Antikörper gegen den Erreger gebildet haben. „Wir dürfen gerade in dieser Zeit nicht vergessen, dass eine Minimierung der Kosten für solche Schnelltests insbesondere auch für die Anwendung in Gesundheitssystemen einkommensschwacher Länder einen wichtigen Beitrag zur Gesundheitsförderung und nachhaltigen Ressourcennutzung leisten kann“, betont Kolmar. Der Merck-Mitarbeiter und Projektleiter des Merck Labs, Gerhard Schwall, ergänzt: „Das Projekt macht deutlich, wie eine intensive Zusammenarbeit zwischen Universität und Unternehmen zu nachhaltigen Lösungen führt. Die enge Partnerschaft zwischen Merck und TU Darmstadt werden wir in Zukunft in Form eines ,Sustainability Hubs‘ in den Fokus der Nachhaltigkeit stellen.“