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Main Title: Entwicklung ultrasensitiver Multiplex-Diagnostik pathogener Erreger
Translated Title: Development of ultra-sensitive diagnosis for emerging pathogens
Author(s): Kaiser, Marco
Advisor(s): Ellerbrok, Heinz
Adlhoch, Cornelia
Lauster, Roland
Referee(s): Lauster, Roland
Neubauer, Peter
Ellerbrok, Heinz
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Eines der Hauptprobleme beim Nachweis von Pathogenen, nicht nur aus klinischen Proben, sind falsch negative Ergebnisse. Diese werden hauptsächlich verursacht durch: 1) Inhibitoren, 2) das Fehlen geeigneter Detektionsmethoden und 3) das Fehlen von schnellen und sicheren Anreicherungsmethoden. Eine mögliche Lösung stellt die Apolipoprotein H (ApoH) vermittelte Aufreinigung und Anreicherung von Pathogenen dar. Im Rahmen des USDEP-Projektes konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass über ApoH gekoppelte paramagnetische Partikel (ApoH-Beads) sowohl veterinär- als auch human-diagnostisch relevante Viren angereichert werden können und darüber ein sensitiverer PCR basierter Nachweis möglich ist. Anhand klinischer Proben von bestätigten oder vermuteten Infektionen mit DENV, HIV und HCV konnte gezeigt werden, dass für die Mehrzahl der getesteten Proben über eine ApoH-Beads vermittelte Aufreinigung und Anreicherung im Vergleich zu einer Probenaufbereitung ohne ApoH ein sensitiverer Nachweis möglich ist. Insbesondere für DENV führte dies in Kombination mit der in dieser Arbeit entwickelten Detektionsmethode (RT-Real-Time PCR) zu einer deutlichen Verringerung falsch negativer Ergebnisse. Dass die Möglichkeit des verbesserten Nachweises nicht auf Viren beschränkt ist, konnte in dieser Arbeit durch die Anreicherung von Parasiten (Plasmodium falciparum) mit ApoH-Beads gezeigt werden. Für den Einsatz von ApoH-Beads in der Routinediagnostik bedarf es weiterer Studien, welche das genaue Potential der in dieser Arbeit entwickelten Protokolle evaluieren müssen. Darüber hinaus sollten weitere Anwendungsfelder wie die Anreicherung von Bakterien oder der Nachweis von Pathogenen aus Umweltproben untersucht werden.
One of the main problems for pathogen detection not only in clinical samples is, that they generate false negative results that are mainly due to: 1) presence of inhibitors, 2) absence of suitable molecular process of detection methods and 3) lack of a rapid and reliable pathogen concentration methodology. Using the apolipoprotein H (ApoH)-pathogen capture and concentration step could be a solution. With this study, as part of the USDEP-project, an enrichment of animal and human viruses could be demonstrated, based on ApoH linked paramagnetic beads (ApoH-beads). This results in increased sensitivity in PCR-diagnostics. With clinical samples from patients harboring confirmed or suspected infections with DENV, HIV and HCV it could be demonstrated, that inhibitors contained in different pathogen sources can be reduced, allowing an improved detection or allowing a detection of previous false negative diagnostics. In particular this could be demonstrated for DENV in combination with the new developed detection method (RT-real-time PCR). In addition to viruses, the enrichment of parasites (Plasmodium falciparum) with ApoH-beads could be shown, highlighting the broad spectrum of ApoH as generic pathogen capture. Additional studies to validate ApoH-beads as pathogen capture before introduction into routine diagnostic will demonstrate the potential of the developed protocols. Furthermore additional applications such as for bacteria or environmental samples should be investigated.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-47192
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4244
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3947
Exam Date: 29-Jan-2014
Issue Date: 12-Feb-2014
Date Available: 12-Feb-2014
DDC Class: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
Subject(s): Apolipoprotein H
PCR-Diagnostik
Ultrasensitive Diagnostik
Virusanreicherung
Apolipoprotein H
PCR-diagnostic
Ultra-sensitive diagnosis
Virus enrichment
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Institut für Biotechnologie » Publications

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