Healthcare-embedded Biobank

Mit der Einführung der breit gefassten Patienteneinwilligung (Broad Consent) am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) wurde eine flächendeckende Sammlung von Biomaterialien zu Forschungszwecken ermöglicht. Hierzu werden übrig gebliebene Biomaterialien (Restmaterialien) aus der Patientenversorgung aufbereitet und eingefroren. Um diese Biomaterialien adäquat zu lagern und der Forschung zur Verfügung zu stellen, gründete sich im Jahr 2017 die Healthcare-embedded Biobank (HEB) am Institut für Klinische Chemie in Zusammenarbeit mit dem Institut für Klinische Molekularbiologie. Ziel der HEB ist es, am UKSH flächendeckend Biomaterialien zu sammeln, um die medizinische Forschung in unterschiedlichsten Projekten zu unterstützen.

Das Institut für Klinische Chemie ist im Klinikalltag für die Routinediagnostik zuständig und bearbeitet täglich allein für Behandlungen am Campus Kiel ca. 3500 Proben im Zentrallabor. Hochautomatisiert werden überschüssige Biomaterialien von Patientinnen und Patienten, die dem Broad Consent zugestimmt haben, aus dem Zentrallabor zur Biobank weitergeleitet. Die HEB prozessiert diese Restmaterialien mittels eines Roboters und friert kleinere Portionen, die nur noch durch einen Barcode gekennzeichnet sind, ein. Durch die Integration der Biobank in den Klinikalltag stehen neben den Biomaterialien auch die klinischen Daten der Behandlungsfälle im medizinischen Datenintegrationszentrum (MeDIC) zur Verfügung. Wenn später ein Forschungsprojekt Proben von Patientinnen und Patienten mit einem bestimmten Krankheitsbild benötigt, können diese aus der Biobank ausgelagert und an die Forschenden weitergegeben werden, sofern die Nutzung von einem unabhängigen Komitee als ethisch und datenschutzrechtlich unbedenklich und wissenschaftlich sinnvoll bewertet wurde.

Um Zusammenhänge zwischen Erbmaterial, Therapien und Krankheitsverläufen zu erforschen, wurde die UKSH-Kohorte initiiert, welche Teil der HEB ist. Hier wird überschüssiges Blut eines Großteils der UKSH Patientinnen und Patienten, die dem Broad Consent zugestimmt haben und im Rahmen ihrer Behandlung ein Blutbild erhalten, in der HEB gesammelt. Die Sammlung erfolgt weitestgehend unabhängig von der Fachabteilung oder dem Krankheitsbild und repräsentiert somit die Gesamtpopulation der UKSH Patientinnen und Patienten. Im Durchschnitt kommen monatlich ca. 720 Proben zu dieser Kohorte hinzu. Im Rahmen der UKSH-Kohorte wird ausschließlich die Zellschicht mit den DNA-enthaltenden Zellen der Blutproben (Buffy Coat) einlagert, da genetische Analysen im Fokus stehen. Mithilfe der Proben können Teile des Erbguts oder das komplette Genom analysiert werden, welches den Forschenden hilft, den Einfluss des Erbguts besser zu verstehen und neue Behandlungsmethoden in der personalisierten Medizin zu entwickeln.

Die HEB wurde durch eine umfangreiche Vernetzung der IT-Systeme und die Automatisierung der Probenprozessierung so optimiert, dass mit minimalem Aufwand im Labor kontinuierlich eine große Anzahl neuer Bioproben bearbeitet werden kann. Neben der UKSH-Kohorte, welche Buffy Coats archiviert, prozessieren wir auch andere Biomaterialien wie z.B. Plasma, Serum, Urin, Liquor oder Speichel. Insgesamt werden so pro Quartal mehr als 20.000 Proben eingelagert. Dabei beschränkt sich die HEB nicht nur auf Sammlungen, die den Broad Consent nutzen, sondern es können auch Proben im Rahmen von klinischen Studien, die einer gesonderten Einwilligung unterliegen, bearbeitet werden. Die gezielte Probensammlung über die etablierte Infrastruktur der HEB hat für die Forschenden den Vorteil, dass die Proben bequem über das Zentrallabor eingereicht und dann schnellstmöglich und hochautomatisiert prozessiert werden. Dieser Workflow wurde bereits für große Studien wie z.B. NAPKON/COVIDOM erfolgreich angewendet. Durch den hohen Grad an Automation, die schnelle Krykonservierung und die elektronische Dokumentation des gesamten Prozesses haben die eingelagerten Proben eine hohe Qualität und können optimal für verschiedenste Forschungsprojekte genutzt werden.