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Armeeforscher arbeiten gemeinsam an universellem Antikörpertest für COVID-19

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Forscher des U.S. Army Futures Command gehören zu einem Team, das alternative Methoden zur Messung der COVID-19-Antikörperspiegel erprobt hat, was zu einem Verfahren geführt hat, das schneller, einfacher und kostengünstiger in großem Maßstab eingesetzt werden kann. Ihre Methode ist vielversprechend, um potenzielle Spender genau zu identifizieren, die die besten Chancen haben, infizierten Patienten durch eine rekonvaleszente Plasmatherapie zu helfen.

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Dr. Jimmy Gollihar, Biochemiker und Biotechnologe für das Army Research Laboratory des U.S. Army Combat Capabilities Development Command am CCDC ARL South in Austin, Texas, und Chief Technology Officer des Bioindustrial Manufacturing Innovation Institute, in Zusammenarbeit mit Dr. Jimmy Gollihar John Dye vom medizinischen Forschungsinstitut für Infektionskrankheiten der U.S. Army (USAMRIID) und Mitarbeitern von Houston Methodist, der Pennsylvania State University und der University of Texas in Austin, suchten nach Alternativen zur Messung des Titers der Virusneutralisation (VN). Diese Titer sind der Goldstandard der COVID-19-Antikörpertests, da sich gezeigt hat, dass VN-Antikörper im Blut mit dem Grad der schützenden Immunität korrelieren.

Den Forschern zufolge ist diese Art von Antikörpertests nicht weithin verfügbar, da sie technisch komplex sind und Tage für die Einrichtung, Durchführung und Auswertung benötigen. Daher wandte sich das Team einem anderen Testtyp zu, den so genannten Enzym-Immunosorbent-Assays oder ELISAs. Nach Gollihar sind ELISAs quantitative Standardtests, mit denen die Menge an Antikörpern gegen ein bestimmtes Antigen in einer bestimmten Probe gemessen wird.

"ELISAs sind Standard-Assays, die in fast jedem akademischen oder medizinischen Labor durchgeführt werden können", sagte Gollihar. "Dies ist wichtig in Notfallversorgungszentren, die kritisch kranke Patienten behandeln. Die Assays können auch für die serologische Überwachung der Krankheit eingesetzt werden"

Insbesondere untersuchten die Wissenschaftler die Beziehung zwischen der Anti-Spikes-Ektodomäne (ECD) und der Anti-Rezeptor-Bindungsdomäne (RBD), den Antikörpertitern im Blutstrom. Die Spike-ECD- und RBD-Proteine sind Bestandteile des vielbeschworenen Spike-Proteins von SARS-CoV-2 und entscheidend dafür, wie das Virus in den Körper eindringt, sich ausbreitet und die COVID-19-Krankheit verursacht.

Gollihars spezifische Aufgaben umfassten die Koordination der Plasmaprobenlieferung von Houston Methodist, die Skalierung der Produktion und Reinigung der Antigene und die Einrichtung der Zusammenarbeit mit dem USAMRIID für Live-Virus-Neutralisationstests unter Bioeindämmungsbedingungen. Er half auch bei der Übertragung des ELISA-Tests auf das Automatisierungsteam von Houston Methodist. Dye und sein Team führten Neutralisationstests an allen Proben in einem Labor der Biosicherheitsstufe 3 am USAMRIID durch. Bei ihrer Arbeit stellten sie fest, dass die relative Menge an Antikörpern im Blutkreislauf von COVID-19-Patienten mit ihrer Fähigkeit zur Kontrolle einer Virusinfektion zusammenhängt; im Wesentlichen gilt: je schwerer die Krankheit, desto höher ist die Menge an neutralisierenden Antikörpern. Diese Informationen liefern potenzielle Richtwerte für ein klinisches Produkt für Studien zur Plasmabehandlung in der Rekonvaleszenz; sie könnten auch verwendet werden, um zu beurteilen, wie gut ein Impfstoffempfänger auf eine nachfolgende Infektion reagieren könnte.

Die Forscher fanden heraus, dass die ELISA-Tests eine Wahrscheinlichkeit von 80 Prozent oder mehr hatten, VN-Titer bei oder über den von der Food and Drug Administration empfohlenen Werten für COVID-19-Konvaleszenzplasma vorherzusagen.

"Insgesamt haben wir entdeckt, dass ELISAs mit hohem Titer gut mit der Virusneutralisierung korrelieren und als Surrogat für das Screening von Genesungsplasma verwendet werden können", sagte Gollihar.

Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass rekonvaleszente Spender über viele Wochen hinweg ein hohes Maß an Immunität aufrechterhalten und dass häufige Plasmaspenden keinen signifikanten Rückgang der Antikörper- oder Virusneutralisationswerte verursachten.