„Ich freue mich, mit der Übergabe des Förderbescheids des Projektes FAST-MoPPS die Entwicklung eines PoC-PCR-Schnelltestsystems weiter vorantreiben zu können. Die aktuelle COVID-19-Pandemie hat gezeigt, wie eine ganze Gesellschaft unter erheblichen gesundheitlichen und wirtschaftlichen Druck geraten kann und wie wichtig entsprechende, flächendeckende Massentestungen bei pandemischen Ereignissen mit Hilfe eines sensitiven „Point-of-Care“-Testsystems sein können“, so Daniel Stich. Darüber hinaus freue er sich, im Anschluss an die Übergabe des Förderbescheids, den Demonstrator aus dem Projekt OPEN-POCT vorgestellt zu bekommen. Die Förderung dieses Projektes belaufe sich auf 1.818.738 Euro aus EFRE-REACT-EU Mitteln. OPEN-POCT wurde im Rahmen einer Kooperation des IMM zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern durchgeführt.
„Wir müssen leider davon ausgehen, dass die Wahrscheinlichkeit solcher pandemischen Ereignisse immer weiter steigen wird. Dank der Förderung durch EFRE-REACT-EU sind wir in der Lage einen weiteren Meilenstein zu erreichen, der uns ermöglicht, attraktive Angebote für die industrielle Umsetzung machen zu können“, sagte Professor Michael Maskos.
Das Projekt FAST-MoPPS hat die virtuelle Designentwicklung und praktische Testung von System-und Kartuschenkomponenten zum ultra-schnellen und sensitiven PCR-Vor-Ort-Nachweis zum Gegenstand. Ziel des Vorhabens „FAST-MoPPS“ ist primär die Beschleunigung von Point-of-Care (POC)-PCR-Nachweisreaktionen. Mit der Entwicklung des FAST-MoPPs-Nachweisverfahrens wird eine flächendeckende und sowohl preiswerte als auch spezifische Testung der Bevölkerung bei pandemischen Ereignissen mit Hilfe eines sensitiven und ultra-schnellen POC-PCR Schnelltestsystems ermöglicht. Als Zielsetzung wird angestrebt, ein System zu entwickeln, das die Analyse in unter 15 Minuten ermöglicht und zudem kostengünstig ist. Um Projektergebnisse auch außerhalb von Pandemiezeiten nutzen zu können, werden auch Anwendungsmöglichkeiten zur Verwendung in alltäglicheren Fragestellungen wie z.B. in den Bereichen Veterinärmedizin, Lebensmittelverunreinigungen und Pflanzenviren adressiert. Als ein Beispiel kann der Nachweis von Besiedlung mit unerwünschten Mikroorganismen bei Fermentationsprozessen wie in der Bierbrauerei genannt werden. Hier kann ein Vorteil gegenüber der Prozessüberwachung mittels konventioneller Laboranalytik entstehen. Stand der Technik in diesen Feldern ist die mikrobiologische Analytik auf Nährmedien im Labor. Bis zum Ergebnis vergehen dabei bis zu 10 Tage, so dass dies ein relevanter Faktor insbesondere in der Lebensmittelindustrie in Bezug auf die Zeitspanne bis zur Vermarktung ist. Zum Erreichen der Projektziele arbeiten die Fraunhofer Institute IMM und ITWM eng zusammen. Dabei werden die Expertise und Kompetenzen beider Institute gebündelt zum Einsatz kommen und synergistisch genutzt.
Prof. Dr. Küfer beschreibt den Part des Fraunhofer ITWM: „Wir bilden das POC-Gerät und den unterliegenden Bioprozess mit einer thermischen Simulation ab, welche dazu genutzt wird, eine optimale Prozessparametrik im guten Ausgleich von Material- / Verbrauchskosten und Prozesszeit zu erarbeiten. Involviert sind die Abteilungen „Transportvorgänge“ mit der thermischen Simulation und die Abteilung „Optimierung – Life Sciences“ mit der auf der Simulation aufbauenden Mehrzieloptimierung.“
Bei dem Projekt OPEN-POCT – „Aufbau eines administrativen und regulatorischen Ökosystems für eine skalierbare, intelligente und digitalisierte Open-Access-Schnelltestplattform zum Nachweis pandemischer Infektionserreger“ des Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM in Mainz und des Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern, stand die Konzeptionierung eines Schnelltestsystems für eine frühe Eindämmung von pandemischen Ereignissen im Vordergrund. Die Innovation bestand hier in einer schnell einsatzbereiten Diagnostik. Ziel des Vorhabens OPEN-POCT ist die Entwicklung eines Konzeptes zur flächendeckenden Massentestung der Bevölkerung bei pandemischen Ereignissen mit Hilfe eines sensitiven „Point-of-Care“- PCR-Testsystems sowie die Integration eines automatisierten Datentransfers über sichere Datensysteme, die den Datenschutz von Einzelpersonen, allgemeine IT-Sicherheit und Datensicherheit berücksichtigen, und den hohen bürokratischen Aufwand für Ärzte und Gesundheitsämter minimieren. Durch die Verwendung einfachster, standardisierter Komponenten und Lizenzmodelle soll ein Wettbewerb vieler Anbieter initiiert werden, um eine Massenverfügbarkeit und das Ausschöpfen von Kostenpotentialen sicher zu stellen („Economy-of-scales“) und zusätzlich die Grenzen von Dauer, Verfügbarkeit, Sensitivität und Spezifität des Vor-Ort-Testverfahrens auszureizen. Mithilfe des sensitiven POC-PCR Schnelltestsystems soll die Ausbreitung von Infektionserregern schnellstmöglich eingedämmt werden. Die Schwächen derzeitiger Testsysteme hinsichtlich der Infrastruktur, Kommunikation, der zeitlichen Komponente, Kosten, Sensitivität, Datensicherheit, Handhabbarkeit und Verfügbarkeit sollen durch OPEN-POCT verbessert werden.
Hintergrund
Fraunhofer Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM
Das Fraunhofer Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM) in Mainz wurde 2018 zum eigenständigen Fraunhofer-Institut. Es ging aus der 1990 gegründeten IMM GmbH hervor, die bereits ab 2013 von der Fraunhofer-Gesellschaft, bis zur positiven Evaluierung und den erforderlichen Gremienbeschlüssen in 2017, vorübergehend als Institutsteil des Karlsruher Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie geführt worden war.
Seit dem 01.01.2021 gliedert sich das IMM in drei Bereiche: Chemie, Energie und Diagnostik.
Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik
Das Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern wurde 09. November 1995 gegründet und zum 01. Januar 2001 in die Fraunhofer-Gesellschaft aufgenommen.
Das ITWM forscht im Bereich der Entwicklung, Implementierung und Anwendung mathematischer Methoden zur Modellierung, Simulation und Optimierung von innovativen Produkten, Prozessen und Dienstleistungen für Wirtschaft und Gesellschaft.