Mitwirkende Laborleiter: Robert de Jonge, Pieter Vermeersch, Michael Vogeser und Mads Nybo
Mitwirkende Laborleiter: Robert de Jonge, Pieter Vermeersch, Michael Vogeser und Mads Nybo
Während die Massenspektrometrie (MS) ein häufig eingesetztes Grundlagenforschungsinstrument ist, hat sich die Technologie im Laufe der letzten zehn Jahre beim Einsatz bei klinischen diagnostischen Tests immer weiter verbreitet. Mit der Markteinführung neuer Technologiegenerationen nutzen klinische Labore die Massenspektrometrie für Routinetests, um die Sensitivität von Krankheitsscreening, Therapeutischem Drug Monitoring und diagnostischen Tests zu verbessern. Dies kann Laboren Kosten sparen, während Patienten im Vergleich zu herkömmlichen Tests schneller Ergebnisse erhalten.
Auf dem diesjährigen European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (EuroMedLab) berichteten Prof. Dr. Robert de Jonge, Prof. Dr. Pieter Vermeersch, Prof. Dr. Mads Nybo und Prof. Dr. Michael Vogeser über ihre Erkenntnisse, wie die Massenspektrometrie zur Transformation klinischer Labore beitragen kann.
Jahrzehntelang wurden Immunoassays von vielen als Goldstandard für den Proteinnachweis im klinischen Labor angesehen.1 Als jedoch der Bedarf an verbesserter molekularer Nachweisempfindlichkeit und -spezifität in der Gesundheitsbranche wuchs, erkannten Wissenschaftler die Begrenzungen von Immunoassays. Einige der Nachteile von Immunoassays sind:2
Aufgrund dieser Einschränkungen suchten klinische Forscher:innen und Laborleiter:innen nach anderen Möglichkeiten und fanden heraus, dass die Massenspektrometrie viele der Hürden beseitigen konnte, die bei der Verwendung von konventionellen Immunoassays festgestellt wurden.
Die Massenspektrometrie ist eine Analysetechnik, mit der das Masse-Ladungs-Verhältnis (m/z) von Molekülen wie Peptiden, Proteinen und Arzneimittelmetaboliten in einer Probe gemessen wird. Im klinischen Umfeld hilft die Massenspektrometrie, unbekannte und bekannte Verbindungen zu identifizieren und zu quantifizieren sowie ihre molekulare Struktur und chemische Zusammensetzung zu untersuchen, und dies mit einer höheren Spezifität und Sensitivität als andere Methoden.3
Auf dem EuroMedLab-Kongress 2023 sprach eine Gruppe von Experten für Kernlabore und Massenspektrometrie (Dr. de Jonge, Dr. Vermeersch, Dr. Nybo und Dr. Vogeser) darüber, die Grenzen der automatisierten klinischen Massenspektrometrie zu verschieben und wie diese Dienstleistungen die Patientenversorgung verbessern werden.
Es ist notwendig, die Labore auf solche massenspektrometrischen Workflows umzustellen, die automatisiert in grossem Massstab arbeiten können, damit arbeitsintensive Abläufe einfacher handzuhaben sind. «Die Massenspektrometrie zu automatisieren und vielleicht sogar rund um die Uhr arbeiten zu lassen, ist eine tolle Idee», sagte Dr. Nybo.
Die Nutzung fortschrittlicher Massenspektrometrie-Technologien, einschliesslich automatisierter Lösungen, ermöglicht es Labortechnikern, sich von der Arbeitsbank zu verabschieden und sich auf anspruchsvollere Aufgaben zu konzentrieren, wie z. B. die Verbesserung der betrieblichen Effizienz. Dr. Vogeser bemerkte: «Die Personalressourcen in Form hoch spezialisierter Mitarbeitender sind stark begrenzt und werden immer weiter eingeschränkt.» Durch einen automatisierten Ansatz können wir Personal entlasten und eine breitere Einführung der Massenspektrometrie in klinischen Laboren ermöglichen.
«Wir sind vom ELISA-Test an der Arbeitsbank und Radio-Immunoassays auf rund um die Uhr verfügbare Plattformen mit Direktzugriff umgestiegen, und jetzt ist die Massenspektrometrie an der Reihe», erklärte Dr. de Jonge und fügte hinzu, dass ein automatisierter massenspektrometrischer Workflow «ohne vollständige Kenntnis der Technologie, die im System steckt» der nächste Schritt in der Entwicklung des klinischen Labors wäre.
Von der klinischen Diagnostik bis zum Therapeutischen Drug Monitoring wird die Massenspektrometrie in vielen Gesundheitssystemen eingesetzt und kann entscheidend sein, um schnell und effizient Ergebnisse für Ärzt:innen und Patient:innen zu liefern.
«Das Therapeutische Drug Monitoring wird durch chargenweise Analysen definitiv behindert», so Dr. Vermeersch. «Der herausragende Aspekt ist hier der Direktzugriff, der beim Therapeutischen Drug Monitoring Ärzten im Hinblick auf nur selten erhobene Parameter zweifellos viel bessere Dienste leisten würde.»
Dr. Vermeersch fügte hinzu: «Ein besseres qualitatives Ergebnis mit weniger potenziellen Interferenzen wird auch die Behandlung der Patienten verbessern.»
Darüber hinaus sind der Missbrauch und die übermässige Anwendung von Antibiotika ein grosses Problem, das zu antibiotikaresistenten Stämmen von Krankheitserregern führen kann. Die Massenspektrometrie ist ein leistungsfähiges Hilfsmittel, um antibiotische Makromoleküle zu identifizieren, und hier insbesondere die strukturellen Komponenten, die an dieser Resistenz beteiligt sind. «Die Labor- und speziell die Antibiotikaüberwachung sind von kritischer Bedeutung und sehr wichtig», so Dr. Vogeser. «Es wird die Anzahl der Anfragen erhöhen, und was am wichtigsten ist, ich bin sicher, dass mit dieser Technologie mehr Patienten unser Krankenhaus lebend verlassen werden.»
Dr. de Jonge bemerkte, dass die Massenspektrometrie in den Niederlanden von immer mehr Anwendern genutzt wird, während gleichzeitig Genauigkeit und Präzision der Technologie weiter verbessert werden. Bevor sich die Massenspektrometrie im klinischen Labor endgültig durchsetzt, muss der Bedarf an standardisierten, validierten Protokollen und Arbeitsabläufen, insbesondere bei der Analyse grösserer Probenvolumina, erfüllt werden. Während die Massenspektrometrie immer häufiger von Laborleiter:innen eingesetzt wird, kann die Branche dafür sorgen, dass Ärzt:innen aufgrund von massenspektrometrisch erzielten nützlichen klinischen Erkenntnissen Krankheiten schneller diagnostizieren können, und sofortige personalisierte therapeutische Interventionen möglich zu machen.
«Sie kommen, ihnen wird Blut abgenommen, sie gehen in die Klinik, und dann sollte die Antwort da sein. Deshalb ist es wichtig, dass wir rund um die Uhr einsatzfähige automatisierte Instrumente haben, um dies zu steuern, und ich denke, so sieht für uns alle die Zukunft aus», so Dr. Nybo. «Die Automatisierung ist von entscheidender Bedeutung, weil wir immer schneller Antworten für immer mehr Patienten liefern müssen.»
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