Europäischer Erfinderpreis 2017 für automatisierte Methode zur Erkennung von Malaria

Das Europäische Patentamt hat den niederländischen Produktmanager Jan van den Boogaart (57) von Siemens Healthineers und seinen österreichischen Forscherkollegen Prof. Dr. Oliver Hayden (45) mit dem Erfinderpreis 2017 ausgezeichnet. Gemeinsam entwickelten sie eine Methode zur automatisierten Erkennung von Malaria. Dank der patentierten Methode könnten in Zukunft Malaria-Tests auf dem Advia 2120i Hematology System im Rahmen eines Blutbildes automatisiert durchgeführt werden.

Bisher erfolgt die Diagnose der Tropenkrankheit über vergleichsweise zeitintensive, komplizierte und auch teure Verfahren. Dank dieser Methode könnten in Zukunft Malaria-Tests auf dem Advia 2120i Hematology System im Rahmen eines Blutbildes automatisiert durchgeführt werden. Der große Vorteil hierbei ist die hohe Durchsatzfähigkeit bei geringeren Kosten, im Vergleich zu bisherigen Verfahren, wie beispielsweise das Mikroskopieren.

Van den Boogaart setzte sich mit dem Thema auseinander und informierte sich über den aktuellen Forschungsstand. Dann führte er seine eigene Datenerhebung durch. Er verglich Blutproben von Nicht-Infizierten mit Malaria-infizierten Blutproben aus Südafrika. Die Daten legte er in einer großen Excel-Datei an. Ebenfalls aufgelistet waren die Messdaten, die das Advia 2120i Hematology System ausgibt. 500 Parameter umfasst das System, darunter die Anzahl der roten sowie weißen Blutkörperchen. Eine Malaria-Infektion hinterlässt Spuren in spezifischen Parametern, die als Teil der Blutanalyse durchgeführt werden. Beispielsweise verringert sich die Anzahl der Blutplättchen - die kleinsten Blutzellen, welche die Blutstillung bei Verletzungen unterstützen. Doch vieles trifft auch auf andere Krankheiten zu. Es galt, Werte zu finden, die sich eindeutig auf Malaria zurückführen lassen. Van den Boogaart wandte sich an Prof. Dr. Oliver Hayden, bisheriger Leiter der In-Vitro-Diagnostik und Bioscience Deutschland von Siemens Healthineers.

Gemeinsam identifizierten sie eine Kombination aus Parametern, die bestimmen, ob ein Patient an Malaria leidet - daraus entwickelten sie die Methode für das Advia 2120i Hematology System. Der automatisierte Test des Systems sucht nicht nach den Malaria-verursachenden Parasiten, sondern nach krankheitsbedingten Veränderungen in den Blutplättchen und den Immunzellen. "Der Erreger versteckt sich vor dem Immunsystem in den roten Blutzellen und die Infektion ist im Rahmen eines automatisiert erstellten Blutbildes nicht direkt nachweisbar. Insgesamt erkannten wir jedoch eine Kombination aus verschiedenen Malaria-bedingten Veränderungen der Blutzellen - eine Art Fingerabdruck der Parasitenabwehr. Daraus entwickelten wir die Methode, die Malaria schnell, sicher und bei hohem Testaufkommen mithilfe des Advia 2120i Hematology Systems detektieren kann", sagt Hayden.

Die bisher sicherste Methode ist die mikroskopische Untersuchung des Blutes auf Plasmodien, jene Parasiten, die durch weibliche Anopheles-Moskitos auf den Menschen übertragen werden. Diese Methode setzt geschultes Personal mit Erfahrung voraus, da es nicht einfach ist, Plasmodien unter dem Mikroskop zu erkennen. Darüber hinaus ist dieser Vorgang sehr zeitintensiv und kann bis zu einer Stunde für eine einzelne Probe in Anspruch nehmen. In den letzten Jahren wird auch zunehmend die Malaria Diagnose mithilfe von Schnelltests ohne Mikroskopie durchgeführt: Ein Teststreifen, welcher parasitenspezifische Antigene detektiert. Dieser ist jedoch bei falscher Anwendung unsicher und zudem kostenintensiv. Ein schnelles und massentaugliches Diagnoseverfahren könnte tausende Leben retten.

"Die neue Methode basiert auf der Auswertung bereits vorhandener Datenmengen. Ich bin davon überzeugt, dass wir dieses Potential ausschöpfen können, um in Zukunft hämatologisch mehr zu erkennen, als wir uns bisher vorstellen konnten", sagt van den Boogaart. Eine Malaria-Infektion hinterlässt Spuren im Blut. Um diese zu erkennen, werden spezifische Parameter als Teil der Blutanalyse gemessen. Van den Boogaart verglich Blutproben von Nicht-Infizierten mit denen Malaria-Infizierter aus Südafrika. Die Daten sammelte er in einer großen Excel-Datei, neben den Messdaten, die das Advia 2120i Hematology System ausgibt. Van den Boogaart und Hayden, der selbst zehn Jahre für Siemens Healthineers tätig war, identifizierten daraufhin eine Kombination aus Parametern, die bestimmt, ob ein Patient an Malaria leidet - daraus entwickelten sie die Methode für das Advia 2120i Hematology System.

Wie es bei Medizinprodukten üblich ist, folgen nun nach der Entwicklungsphase umfassende klinische Studien. Das Ende der Forschungen ist damit dennoch nicht erreicht. "Wir sammeln derzeit weitere Proben, um zu untersuchen, ob die Methode prinzipiell auf andere Krankheitserreger angewendet werden kann", fügt der Hämatologie-Spezialist van den Boogaart hinzu. Die automatisierte Detektion von Malaria gibt einen Ausblick darauf, was noch möglich sein kann. In der Kategorie "Industrie" werden jährlich herausragende und erfolgreiche Technologien geehrt, für die europäische Großunternehmen Patente erhalten haben. Mit der Verleihung des Erfinderpreises würdigt das Europäische Patentamt engagierte Menschen, die durch neue Ideen und hohen Einsatz den technologischen Fortschritt vorantreiben. Auch Dr. Torsten Niederdränk, Leiter des Technology Centers von Siemens Healthineers, weiß wie wichtig eine solche Anerkennung ist: "Erfindungen wie diese erfordern viel Kreativität und Leidenschaft, aber natürlich auch Arbeit. Engagierte Mitarbeiter, die sich auch über ihr Aufgabenfeld hinaus für die Forschung einsetzen, treiben unsere Innovationen voran."

Quelle: Siemens AG