Im Interview mit MEDICA.de spricht Dr. Hartmut Bocker über die BLINK Beads und ihre Einsatzmöglichkeiten und er erklärt, wie sie die digitale PCR unterstützen und beschleunigen können – auch am Point-of-Care.
Herr Dr. Bocker, was für eine Technologie steht hinter BLINK DX beziehungsweise den BLINK Beads?
Dr. Hartmut Bocker: Wir haben eine völlig neue Technologie für den Nachweis von Nukleinsäuren im diagnostischen und R&D-Bereich entwickelt. Kern davon sind unsere BLINK Beads. Diese vereinen Probenvorbereitung und Nachweisreaktion, ermöglichen eine höchst sensitive und präzise digitale PCR, erlauben hochgradiges Multiplexing sowie rapide PCR im einstelligen Minutenbereich. Um all diese Vorteile nutzen zu können, haben wir Geräteplattformen für das wissenschaftliche Labor sowie für dezentrale In-vitro-Diagnostik am Point-of-Care, entwickelt.
Was bedeutet digitale PCR?
Bocker: "Digital" bezieht sich auf tausende separate Volumina, in denen jeweils Reaktionen parallel stattfinden. Diese bleiben je nach Vorhandensein von Analyten und spezifischen Primern entweder negativ oder werden positiv – ihr Ergebnis ist sozusagen "null" oder "eins".
Bei einer klassischen PCR wird geprüft, ob ein Analyt in einem Volumen vorhanden ist. Falls dem so ist, wird die gesamte Reaktion positiv. Möchte man quantifizieren, so bräuchte man eine Realtime-PCR um zu erkennen, bei welchem Zyklus die Reaktion positiv wurde, sowie eine Standardkurve als Referenz, um nachzuschlagen, wie hoch die Ausgangskonzentration eines Analyts dort war. Bei der digitalen PCR erhält man durch die Auswertung der tausenden parallelen Reaktionen absolute Werte – ganz ohne eine Referenz zu benötigen.
Welche Vorteile hat die digitale PCR?
Bocker: Gegenüber der quantitativen Realtime-PCR (qRT-PCR) ist die digitale PCR (dPCR) deutlich robuster. Für sie spielen Inhibitoren eine geringe Rolle, denn es ist egal, wann die Reaktion positiv wird, sei es nach 20 oder eher 30 PCR-Zyklen. Wir schauen einfach auf das Endergebnis nach 45 Zyklen: Wie viele Reaktionen sind positiv, wie viele negativ? Setzt man dieses Verhältnis in die sogenannte Poisson-Gleichung ein, kann errechnet werden, wie viel des jeweiligen Analyts – beispielsweise eines Virus‘ – ursprünglich in der Probe vorhanden war.
Diese Methode ist gut geeignet, um die sprichwörtliche Nadel im Heuhaufen zu finden. Besonders kleine Unterschiede zwischen Analyten. wie sie bei Kopienzahlaberrationen oder Genexpressionen benötigt werden, können besser als bei einer qRT-PCR dargestellt werden. Ebenso können Spuren von Erregern gefunden werden, einfach, weil es so viele parallele Reaktionen sind. In einer PCR, in der die Reaktion in einem großen Volumen stattfindet, würden diese wenigen Kopien einfach untergehen, überdeckt von unspezifischen Reaktionen. Die qRT-PCR hat Vorteile gegenüber der dPCR bei hohen Analytkonzentrationen. Daher haben wir eine Möglichkeit entwickelt, bei dem die Beads, falls die dPCR für eine Anwendung nicht genügen sollte, in jedem Zyklus detektiert und wie eine qRT-PCR ausgewertet werden können. Dies erlaubt die Analyse von Schmelzkurven.
Insgesamt ist die digitale PCR sensitiver, man kann Moleküle in einer geringeren Konzentration nachweisen, und dies in unserem Fall mit 10-15 Minuten je PCR deutlich schneller.