ABB-Roboter im Einsatz für Forschung und Diagnostik: Automatisierung von Antikörpertests zur Bekämpfung von COVID

Ziel des automatisierten Testsystems ist der spezifische Nachweis eines neutralisierenden SARS-CoV-2-Antikörpers. Die daraus resultierenden Daten können anschließend herangezogen werden, um eine Immunität durch Impfung oder Infektion besser zu verstehen.

Im Vergleich zu bisher 15 Tests kann das neue System dank Robotik täglich über 1.000 Tests auf neutralisierende Antikörper durchführen.

Gemeinsam mit der University of Texas Medical Branch (UTMB) hat ABB Robotics ein automatisiertes Testsystem auf neutralisierende Antikörper entwickelt.

– Robotergestütztes Testsystem auf neutralisierende Antikörper bietet mehr Möglichkeiten zum schnellen Nachweis einer Immunresistenz gegen COVID
– Erhöhte Testrate von 15 auf über 1.000 Tests täglich
– Gewonnene Daten ermöglichen eine robuste und skalierbare Berechnungsmethode für die Herdenimmunität gegen verschiedene Stämme des Coronavirus

ABB Robotics hat gemeinsam mit der University of Texas Medical Branch (UTMB) ein automatisiertes Testsystem auf neutralisierende Antikörper entwickelt, mit dem sich die Immunität gegen verschiedene Coronavirus-Stämme effektiv bestimmen lässt. Es wurde im Life Sciences and Healthcare Lab von ABB Robotics entwickelt, das sich auf dem Campus des Texas Medical Center in Houston befindet. Im Vergleich zu bisher 15 Tests kann das neue System täglich über 1.000 Tests auf neutralisierende Antikörper durchführen. Weil somit deutlich mehr Meschen auf ihre Immunität gegen die verschiedenen Stämme des Coronavirus getestet werden können, trägt Automatisierung dazu bei, 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 macht. 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 werden 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.“

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 nur 18 Monaten in Betrieb genommen werden konnte – viel weniger Zeit, als normalerweise für ein Projekt dieser Art benötigt wird.

„Was wir in diesem Projekt in so kurzer Zeit geschafft haben, ist außergewöhnlich. Viele Multimillionen-Dollar-Unternehmen würden für eine Lösung wie die unsere mehrere Jahre benötigen“, 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.