Das Projekt „automatisierte Immunfluoreszenzmikroskopie“ wurde 2005 vom EUROIMMUN-Gründer Prof. Winfried Stöcker ins Leben gerufen, initial für Immunfluoreszenztests auf Basis von HEp-2-Zellen zum Nachweis antinukleärer Antikörper (ANA). Anlass war eine international geforderte und notwendige Modernisierung der ANA-Immunfluoreszenz-Diagnostik, die effizienter und vor allem standardisierter erfolgen musste. Christopher Krause, der auch heute noch mit der Weiterentwicklung des Systems betraut ist, und unser ehemaliger Kollege Hendrik Fauer begannen damals mit der Entwicklung einer neuen Software und grafischen Benutzeroberfläche für das automatisierte Fluoreszenzmikroskop, das später EUROPattern getauft wurde. Dank seiner intelligenten Software kann das Mikroskop nicht nur selbstständig Bilder aufnehmen, sondern übernimmt auch die Auswertung der aufgezeichneten Fluoreszenzmuster und erstellt Befundvorschläge.
Dafür verarbeitet die Software die automatisch aufgenommenen Fluoreszenzbilder und identifiziert im ersten Schritt die in einem Bild erkennbaren Zellen. Auf Basis der Fluoreszenzintensität der Zellen werden diese dann als positiv (Fluoreszenzintensität höher als Schwellenwert) oder negativ (Fluoreszenzintensität niedriger als Schwellenwert) klassifiziert. Die Software extrahiert aus den positiven Fluoreszenzsignalen anschließend über 200 definierte Eigenschaften, vergleicht diese mit den entsprechenden Merkmalen von Referenzbildern einer umfangreichen Datenbank und bestimmt die Fluoreszenzmuster – bei ANA sind es sogar 8 verschiedene. Die Musterklassifizierungen fließen zu einem Bericht pro Patientenprobe zusammen und werden dem Anwender/Laborarzt, ergänzt durch einen Schätzwert des Antikörpertiters, zur Überprüfung und Freigabe in der Benutzeroberfläche der Software zur Verfügung gestellt (weitere Details finden Sie hier: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25801895/).
Konstantin Ens begleitet das EUROPattern (auch liebevoll EPa genannt) seit nunmehr 11 Jahren. In diesem Monat hat das 500. EPa erfolgreich die Qualitätskontrolle absolviert – ein kleines Jubiläum für EUROIMMUN wie auch für Konstantin und somit Anlass für ihn, einmal auf die Geschichte des Systems zurückzublicken: „Als ich im Jahr 2009 meine Stelle bei EUROIMMUN antrat, arbeitete ich zunächst als Entwickler unter anderem am Autofokus des EPa. Der Autofokus ist ein kritischer Baustein, denn scharf fokussierte Bilder sind die entscheidende Grundlage für eine saubere Klassifikation der Fluoreszenzsignale. Der Autofokus erfolgt beim EUROPattern in zwei Stufen, einer Grobfokussierung im Durchlicht, um das Fluoreszenzsignal nicht auszubleichen, und einer Feinfokussierung im Fluoreszenzkanal. So kann eine hervorragende Bildschärfe erreicht werden.
Eine weitere Herausforderung war in diesem Zusammenhang, die errechnete Schärfe-Ebene mit dem Objekttisch auf den Mikrometer genau anzufahren. Diese Aufgabe nahmen die Geschäftsbereiche Physikalische Technik und Konstruktion im Rahmen der Entwicklungsarbeiten am Mikroskop selbst in Angriff und haben sie mit Bravour gelöst. Das komplette System stammt bis auf wenige Bauteile, wie den optischen Linsen, aus eigener Fertigung und bietet somit durchaus Anlass um stolz zu sein. Genauigkeit und Reproduzierbarkeit seien so gut, dass selbst die Ribosomen auf dem Endoplasmatischen Retikulum der Zellen auf den Objektträgern gezählt werden könnten, scherzte Steffen Kloth von der Physikalischen Technik einmal.
Schon 2010 stellten wir einem Labor in Liechtenstein die Beta-Version des EPas für einen ersten Praxistest zur Verfügung, gefolgt von einer weiteren Installation in einem italienischen Labor.
2011 war es dann so weit: Unser EUROPattern wurde in den Markt eingeführt und seitdem in zig Laboren weltweit installiert, um die Immunfluoreszenz-Diagnostik effizienter und verlässlicher zu machen. Seit 2014 bin ich als Produktmanager für das Gerät verantwortlich und konnte direkt miterleben, wie es in den größten Laboren der Welt Einzug gehalten hat (mehr dazu hier). Und nun feiern wir das 500. montierte und verkaufte EPa.
Das Mikroskop in seiner aktuellsten Ausführung übernimmt nicht mehr nur die Erkennung und Klassifizierung von ANA-Fluoreszenzmustern (HEp-2-Zellen), sondern leistet auch die Klassifizierung der Fluoreszenzmuster von Antikörpern gegen Granulocytenantigene (ANCA) sowie die Positiv-/ Negativ-Diskriminierung der Immunfluoreszenzsignale auf diversen Gewebe- und Zellsubstraten.
Und nach fast 10 Jahren auf dem Markt und 500 gebauten Geräten sind nicht nur die Funktionen und Anwendungsmöglichkeiten des Mikroskops gewachsen, sondern auch der Fundus an netten Geschichten rund um das EUROPattern.
Hier ein kleiner Auszug:
- Im Oktober 2017 geriet ein Exemplar beim Rückversand vom IFCC WorldLab Congress in Durban, Südafrika, nach Lübeck auf Abwege. Wir glaubten das EUROPattern bereits verloren, als nach Monaten eine Reederei anrief: Auf einem ihrer Kreuzfahrtschiffe befände sich eine Kiste von EUROIMMUN! Offenbar war die Kiste mit dem EPa in Südafrika falsch verladen worden und das Mikroskop gondelte mit dem Kreuzfahrtschiff über die Karibik nach London. Von dort trat es schließlich seinen Rückweg nach Deutschland an.
- Die polnischen Kollegen schickten das Mikroskop im April 2018 ins Weltall, die ganze Geschichte gibt es hier.
- Kollegen in Japan warben einmal damit, dass das EUROPattern selbst bei einem Erdbeben gestochen scharfe Bilder macht.“