Use of samples from biobanks for commercial purposes – JournalClub no.053

by Nicht kategorisiert

Exploring how biobanks communicate the possibility of commercial access and its associated benefits and risks in participant documents

Samuel G, Hardcastle F, Broekstra R, Lucassen A. Exploring how biobanks communicate the possibility of commercial access and its associated benefits and risks in participant documents. BMC Med Ethics. 2022;23:95. doi:10.1186/s12910-022-00829-1

Bio-banks and biomedical research repositories rely on volunteer participants who provide their samples and associated data. These banks aim to advance medical knowledge and improve health outcomes, but there are concerns about international sample and data sharing and relationships between public/private and non-profit/profit organizations.

How Bio-banks are Advancing Medical Knowledge and Improving Health Outcomes

While the purpose of bio-banks is to support health research, participants must be informed of the potential benefits and risks associated with their contribution. The samples collected are often used to study diseases such as cancer, diabetes, heart disease, and stroke. Some bio-banks offer participants the option to receive additional or incidental findings, which are carefully communicated and provided by a clinical practitioner.

Commercial Interaction with Bio-banks - The Question of Ethics

One issue that arises in the use of bio-banks is the question of whether they should interact with the commercial sector. While some bio-banks permit commercial organizations to access samples and data, stringent data governance policies ensure that only organizations that meet specific access requirements can access the data. However, the absence of information about commercial interactions can lead to mistrust among potential participants.

Addressing Concerns about Public/Private Interactions in Bio-banking

To address this issue, bio-banks should provide more information about the nature of public/private interactions, including the associated benefits and risks. Websites can be used to enlighten participants about these interactions, but they should not be the only means of addressing concerns. Population conversation should be centered on lay people, who should be involved in decisions about access to a bio-bank’s resources

Nuanced Approach to Risk and Benefit Communication in Bio-banking for Maintaining Sample Integrity

It is also important to recognize the blurred lines between public and private entities and activities, which can lead to polarized discourse. A nuanced approach is needed to address the important issues of risk and benefit communication in bio-banking. Sample storage conditions and preanalytics play a crucial role in maintaining the integrity of the samples and the associated data. By communicating these factors effectively, bio-banks can help participants make informed decisions about their contribution and support the advancement of medical knowledge for the public good.

Sample storage and preparation of whole milk samples for determination of microbiota – #JournalClub no.054

by JournalClubNicht kategorisiert

Improved assessments of bulk milk micro-biota composition via sample preparation and DNA extraction methods

Xue Z, Marco ML. Improved assessments of bulk milk microbiota composition via sample preparation and DNA extraction methods. PLOS ONE. 2022;17(9):e0267992. doi:10.1371/journal.pone.0267992

DNA sequencing is the most common method for studying microbes in humans, animals, food and the environment. The workflow for sample preparation and DNA sequencing consists of numerous steps that are prone to bias and contamination problems. Numerous bacterial species are present in the diverse microbiota of high-quality whole milk. Within the study by Xue et al. presented here, the following bacterial strains were used:

  • Bacillus subtilis
  • Clostridium tyrobutyricum
  • Corynebacterium bovis
  • Enterococcus faecalis
  • Escherichia coli
  • Lactococcus lactis
  • Pseudomonas fluorexcens
  • Staphylococcus aureus
  • Staphylococcus agalactiae

Bakterielle Cell-Mock-Community (BCMC)

Nine strains in BCMC1 were grown to near stationary phase and counted directly under the microscope. The BCMC2 pools just produced were either used immediately for DNA extraction or stored at -80°C. To obtain the bacteria, BCMC1 and BCMC2 were inoculated with ultra-high temperature pasteurised milk and centrifuged at 13,000 for five minutes at 4°C before DNA extraction. They were stored for seven days at -20°C in PBS or PBS containing 25% v/v glycerol.

Methods for cell lysis and DNA purification

It is possible that Escherichia coli and Pseudomonas are more sensitive to DNA shearing and lysis than Gram-positive bacteria. B5 (tapping at 4 m/sec for 10 seconds) and V3 (vortexing at 1800 rpm for 30 seconds) were two of the milder methods tried to break the cells. Three MagMAX DNA purification kits Total, Core and Ultra2 were compared and the Total kit gave the most accurate results.

Impact of the BCMC preparation method on the estimation of community composition

For each BCMC, the 16S rRNA V4 region was sequenced and analysed to determine the proportions that were „observed“. Escherichia and Pseudomonas were significantly lower than expected, and Bacillus and Corynebacterium were significantly higher than expected for BCMC1.

Effects of milk sample volume and cell count on bacterial composition estimates

Larger milk samples resulted in lower alpha diversity and fewer unexpected taxa assignments or bacteria that did not belong to the mock community. Most of these unexpected bacteria were Micrococcus or Tepidimonas.

Effects of the storage method on the detection of sham communities

Regardless of whether the cells were frozen in PBS or in water with 25 % v/v glycerol at -20 °C, the bacterial proportions of BCMC did not change.

Identification and tracking of bacteria

With the help of 16S rRNA gene sequence surveys, it is possible to identify and track bacterial populations. However, bias can occur at almost every stage of the process, from sampling to data analysis and interpretation. The most accurate method for automatic identification of bacteria consists of at least 10 grams of milk, mild cell lysis, proteinase K treatment and magnetic bead-based DNA purification.

Storage conditions of the collected cells and cell lysis method

The mock community remained unchanged despite different freeze-thaw cycles and storage conditions. It can be assumed that other upstream sample preparation steps have a greater influence than this one previously discovered. Although not tested directly, it has been previously demonstrated that liquid milk samples can be frozen directly when rapid cold transfer between collection sites is not possible.

Application of cell lysis and DNA extraction methods to assess the microbiota of raw and pasteurised milk

Although cell lysis techniques can bias the results of 16S rRNA gene amplicon DNA sequencing, they are unlikely to interfere with comparative microbiota studies of different milk samples. The variation within a sample caused by methodological adjustments was significantly less than the variation between samples. Microbial DNA extraction and analysis may require different methodological approaches for different types of cow’s milk samples.

Summary

Examining the microbiota of dairy products requires careful sample preparation and analysis to minimise bias and contamination problems. The use of a bacterial cell mock community (BCMC) can help to verify and improve the accuracy of results. When selecting cell lysis and DNA purification methods, milder techniques should be preferred to avoid bias. Storage conditions of the collected cells should also be carefully controlled to avoid changes in bacterial composition. The use of 16S rRNA gene sequencing can help identify and track bacterial populations, but possible biases must be considered.

Umgang mit Zufallsbefunden​

by BiobankwissenGrundlagen

Umgang mit Zufallsbefunden

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In einem Positionspapier der German Biobank Alliance (GBA) sowie des German Biobank Nodes (GBN) wird ein Workflow zum Umgang mit Zufallsbefunden, die bei der Analysen von Biobank-Proben entstehen können, geäußert. Mit dem Titel „GBA/GBN-position on the feedback of incidental findings in biobank-based research: consensus-based workflow for hospital-based biobanks“ wurde dieses im European Journal of Human Genetics publiziert.

Unvorhergesehene Gesundheitsrisiken in Biobankproben: Umgang mit Zufallsbefunden

Mit der ständig fortschreitenden biomedizinischen Forschung und der Anwendung von Hochdurchsatz-Analysetechniken steigt die Wahrscheinlichkeit, dass unerwartete Gesundheitsrisiken oder Anzeichen für Krankheiten in menschlichen Bioproben entdeckt werden. Diese unerwarteten Entdeckungen werden als „incidental findings“ oder Zufallsbefunde bezeichnet. Obwohl es im klinischen Kontext üblich ist, Patient*innen diese Befunde mitzuteilen, gibt es keine entsprechenden Regelungen für Biobankproben, die auf Basis eines breiten Einverständnisses entnommen und in der biomedizinischen Forschung verwendet werden.

Eine Konsenslösung zur Bewältigung von Zufallsbefunden in Biobankproben

Ein von Vertreter*innen der interdisziplinären Biomaterial- und Datenbank Würzburg (ibdw) entwickeltes und mit German Biobank Node (GBN) und German Biobank Alliance (GBA) abgestimmtes Verfahren schließt diese regulatorische Lücke und bietet anderen klinischen Biobanken eine Vorlage für den Umgang mit möglichen „incidental findings“. Die Biobanken sind verantwortlich für den Umgang mit möglichen Zufallsbefunden, wenn Bioproben und assoziierte Daten von oder im Auftrag einer Biobank gewonnen werden.

Identifizierung durch eine "Trusted Third Party"

Das Verfahren besteht aus sieben Phasen, die dokumentiert werden. Im ersten Schritt wird die Herkunft der betreffenden Proben überprüft. Eine Expertin bewertet daraufhin, ob der genetische oder nicht-genetische Fund klinisch relevant ist. Eine „Trusted Third Party“ (TTP) stellt die Identität desder Spenderin fest, wobei weder den Forschenden noch der Biobank diese bekannt gegeben wird. Die TTP prüft auch, ob derdie Spenderin über das „Recht auf Nichtwissen“ informiert werden möchte. Im vierten Schritt nimmt eine Klinikerin Einsicht in die Patientenakte und berücksichtigt die dortigen Informationen bei der Entscheidung über die Mitteilung. Das behandelnde ärztliche Personal teilt schließlich den Befund, die klinische Relevanz und die potenziellen Folgen mit.

Ein Konsensverfahren als klare Richtlinie für den Umgang mit Zufallsbefunden

Die Gasphase wird oftmals mit -160°C genannt. Hinterfragt man diese, lässt sich thermodynamisch herleiten, dass Eis eine Glasübergangstemperatur von bei 1 bar von 130 K also -145,13°C besitzt. Von dieser Temperatur an und darunter liegt amorphes Eis vor. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Wassermoleküle ungeordnet vorliegen und sich so keine Eisstrukturen bilden, die etwa Zellen zerstören könnten. So wird diese Art von Proben meist auch durch Vitrifikation eingefroren, um Eiskristallbildung innerhalb und außerhalb der Zellen zu vermeiden.

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miRNA as a biomarker for ALS – #JournalClub no.052

by Nicht kategorisiert

miRNA extracted from extracellular vesicles is a robust biomarker of amyotrophic lateral sclerosis

Banack SA, Dunlop RA, Stommel EW, Mehta P, Cox PA. miRNA extracted from extracellular vesicles is a robust biomarker of amyotrophic lateral sclerosis. J Neurol Sci. 2022;442. doi:10.1016/j.jns.2022.120396

Promising Biomarker Found for Early-Stage ALS Diagnosis: miRNA Extracted from Extracellular Vesicles

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) affects tens of thousands of people worldwide, but diagnosing the disease accurately can be challenging. However, recent research has shown that miRNA extracted from extracellular vesicles (EVs) can be a reliable biomarker for early-stage ALS diagnosis. EVs are small, non-replicating particles released by cells that contain material from the source cell within their protective lipid bilayer membrane. This makes EVs a promising material for potential biomarkers, and researchers have discovered eight early-stage ALS-diagnostic miRNAs extracted from EVs enriched with L1CAM by immunoaffinity purification.

Internal Quality Control Measures Ensure Reproducibility of miRNA Biomarkers for Standard Clinical Use

However, for biomarkers to be useful in standard clinical use, they must be reproducible over time in different labs and with samples collected using different collection and storage protocols. The researchers have included internal quality control measures, such as melt-curves, no-template controls, and spike-in controls for RNA extraction and cDNA synthesis, to ensure the reproducibility of the miRNA biomarkers.

Utilizing Archived Samples from National ALS Biorepository for Reliable ALS Diagnosis

To obtain blood plasma samples for the study, archived samples from the U.S. National ALS Biorepository were utilized. The Biorepository is part of the U.S. National ALS Registry and is maintained by the Centers for Disease Control and Prevention and the Agency for Toxic Substances and Disease Registry. The blood plasma samples were collected from 50 patients with confirmed or probable ALS at different times and locations throughout the USA by phlebotomists. The recommended protocol included collecting the blood in K2 EDTA tubes and inverting the tubes ten times. The blood specimens were then packed in Styrofoam-insulated shippers with reusable cold-packs to maintain a temperature between 4 and 8 °C for overnight shipping to a central location for processing and storage.

Proper Collection and Storage of Blood Plasma Samples Crucial for ALS Biomarker Reproducibility

In the original study, the samples were processed within 1 hour of collection by being spun-down in a refrigerated centrifuge and then stored and transported at −80 °C. As controls were not available from the Biorepository, 50 samples of blood plasma from individuals without an ALS diagnosis (FDA Approval, #3003372368, Innovative Research Inc.) were used as the control population. The study was reviewed by Advarra IRB Pro00053269, and since de-identified participant data were used, the study was determined not to meet the DHHS definition of human subjects research under 45 CFR 46 and did not require IRB oversight.

Potential ALS Biomarkers Identified, But Further Research Required for Selectivity and Sensitivity Determination

The authors tested the generalizability of the biomarkers by using a cross-section of 50 ALS patients and found that 80% of the original biomarkers were statistically significant. However, larger sample sizes and comparisons with blood samples from ALS-mimic diseases are required to determine the biomarkers‘ selectivity and sensitivity.

Overall, the identification of eight miRNAs as potential biomarkers for ALS diagnosis using L1CAM for immunoaffinity purification and polymer-based precipitation for EV extraction is a significant development in the field. With more research, these biomarkers could become useful in the clinic for early-stage diagnosis and rate of progression prediction. Therefore, it is crucial to collect and store samples properly and follow preanalytic measures to ensure the biomarkers‘ reproducibility and reliability over time.

Business Continuity im Bereich Biobanking und Probenlagerung

by Kombinierte ServicesServices

Was ist mit Business Continuity bei Biobanken gemeint?

Im Rahmen der Business Continuity sind Maßnahmen beschrieben, die bei unvorhergesehenen Ereignissen oder Krisensituationen den Erhalt der Geschäftstätigkeit sichern sollen. Im Falle von Biobanken ist dies die weitere Erhaltung der Lagerungsbedingungen bei Ereignissen wie Stromausfall oder technischem Versagen von Geräten. Dabei wird häufig bei der Business Continuity ein risikobasierter Ansatz gewählt.

Welche Maßnahmen können ergriffen werden?

Die Maßnahmen müssen immer auf den Betrieb abgestimmt werden. Die Cryondo hat im Sinne des Risikomanagements bzw. Havariemanagements, welche auch bei Business Continuity Maßnahmen eingesetzt werden können, zwei Szenarien etabliert. Gerne unterstützten wir Sie dabei.

 

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Kurzfristige zeitlich begrenzte Lagererweiterung

by Kombinierte ServicesServices

Warum kann eine kurzfristige zeitlich begrenzte Lagererweiterung sinnvoll sein?

Gerade vor dem Hintergrund von Lieferverzögerungen, Problemen in den Lieferketten oder einer angespannten Energielage kann ein Vorratskauf von beispielsweise Reagenzien oder auch Plastikmaterialien, die im Labor verwendet werden, interessant sein. Somit können Sie sicherstellen, dass Ihre Produktion oder Dienstleistungen durch Materialknappheit nicht zum Stillstand kommen. Sie haben somit auch die Möglichkeit, bei sich bietenden Gelegenheit größere, verfügbare Mengen einzukaufen. Sie sichern damit Ihre Geschäftsprozesse und somit Ihren Umsatz

Wie läuft die Vermietung ab?

Wenn Sie uns hinsichtlich einer Vermietung von Transport- bzw. Lagerbehälter kontaktieren, definieren wir gemeinsam mit Ihnen welche Hardware zu Ihrem Vorhaben passt. Dazu ist es neben der Menge an zu lagernden oder zu transportierenden Proben wichtig zu wissen, um welche Proben es sich handelt. Denn je nach Art der Proben können wir beispielsweise auch zertifizierte Behälter zur Verfügung gestellt werden. Auf Basis der Informationen können wir Ihnen dann ein individuelles Angebot unterbreiten.

Was erziele ich mit einer Lagererweiterung?

Welche Vorteile Ihnen eine Lagererweiterung bieten, hängt stark von Ihrer individuellen Situation ab. Dennoch berichten Kunden mit denen wir im Gespräch sind, u.a. von folgenden Vorteilen:

  • Bessere Rabattstrukturen bei Großbestellungen
  • Versorgungssicherheit für Ihre Workflows
  • Entlastung Ihres Einkaufs
  • Bündelung von Lieferungen mehrerer Firmen

Was bietet die Cryondo hinsichtlich Lagererweiterung an?

Die Cryondo hat die Möglichkeit Lagerkapazitäten zur Verfügung zu stellen, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. So können beispielsweise Flächen ohne Kühlung oder mit kontrollierten Temperaturbedingungen wie etwa bei 2-8°C, >-15 °C oder bei -80 °C angeboten werden. Auch die Lagerung in flüssigem Stickstoff kann durch die Cryondo angeboten werden.

In diesem Zusammenhang könnte es auch für Sie interessant sein, Reagenzien, Proben oder Rückstellmuster auszulagern, die Sie zumindest in der kommenden Zeit benötigen. Den somit geschaffenen Platz können Sie das für Material verwenden, welches Sie unmittelbar vor Ort benötigen.

Hinsichtlich dessen kann das Outsourcing der Lagerung von biologischen / medizinischen / klinischen Proben, Reagenzien und Rückstellmustern ebenfalls durch die Cryondo erbracht werden.

Wie komme ich an die ausgelagerten Materialien?

In Abhängigkeit von Ihren Anforderungen können wir bspw. regelmäßige Lieferungen der Materialien anbieten. In diesem Zusammenhang werden auch die Transportbedingungen besprochen.

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Vermietung Kryoequipment

by Kombinierte ServicesServices

Was kann ich / mein Unternehmen im Bereich Kryoequipment mieten?

Neben dem direkten Kauf von Lager- und Transportbehältern, die Sie in unserem Shop finden können, bietet die Cryondo auch die Möglichkeit für eine zeitlich begrenzte Erweiterung Behälter zu mieten.

Oftmals werden Transportbehälter mit Transport angefragt. In diesem Fall stellen wir Dry-Shipper inklusive der passenden Kunststoffbox zur Verfügung. So ist sichergestellt, dass die Proben gekühlt sicher und gefahrlos transportiert werden können.

Sofern Sie sich während des Transports auch für die Temperaturkontrolle bzw -aufzeichnung interessieren, können Sie auch passende Temperaturlogger anmieten.

Wie läuft die Vermietung ab?

Wenn Sie uns hinsichtlich einer Vermietung von Transport- bzw. Lagerbehälter kontaktieren, definieren wir gemeinsam mit Ihnen welche Hardware zu Ihrem Vorhaben passt. Dazu ist es neben der Menge an zu lagernden oder zu transportierenden Proben wichtig zu wissen, um welche Proben es sich handelt. Denn je nach Art der Proben können wir beispielsweise auch zertifizierte Behälter zur Verfügung gestellt werden. Auf Basis der Informationen können wir Ihnen dann ein individuelles Angebot unterbreiten.

Kann ich den Transport auch über die Cryondo beauftragen?

Gerne unterbreiten wir Ihnen zusätzlich ein Angebot zum Transport. Der Transport wird dann im Unterauftrag durch den gewählten Logistikpartner durchgeführt.

Welche Proben- / Tanks können transportiert werden?

Bitte sprechen Sie uns mit Ihren individuellen Anforderungen an. Aufgrund unseres Partnernetzwerks haben wir die bspw. auch Möglichkeit große Tanks umzuziehen und diese während des Transports weiter mit flüssigem Stickstoff zu beschicken.

gesteigerten Wert bspw. für die biomedizinische Forschung und klinische Entwicklungen.

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