Innovationsgutschein zur Unterstützung einer Projektbeantragung erhalten

Entwicklung eines biomimetischen Sensors für den Nachweis von Protein-Biomarkern (ProBio)

FKZ: 2019 IVN 0051
Laufzeit: 01.10.2019-30.10.2020

Kurzfassung:
Erkrankungen und das Altern hinterlassen Spuren im Körper, sogenannte Biomarker. Durch deren Detektion können z. B. Therapien bei alten Menschen dem individuellen biologischen Alter angepasst werden. Ziel des angestrebten Projektes, welches mit dieser Unterstützung beantragt werden soll, ist die Entwicklung eines Sensors, der herkömmliche Tests in puncto Empfindlichkeit und Geschwindigkeit deutlich übertreffen wird. Dieser basiert auf dem Einsatz von Aptameren als Rezeptoren Bei der Bindung entsteht ein elektrochemisches Signal, das in der Point-of-Care-Diagnostik eingesetzt werden kann. Durch den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Aptamere ist ein Screening möglich.

Hintergrund:
Der demographische Wandel geht mit einer Zunahme altersbedingter Erkrankungen einher. Durch den wachsenden Wohlstand entstehen gleichzeitig zahlreiche Krankheitsbilder. Die Ansprüche an Qualität und Design von Medizinprodukten steigen bei gleichzeitig steigendem Kostendruck. Vor diesem Hintergrund zählt die Gesundheitswirtschaft zu den wachstumsstärksten und beschäftigungsintensivsten Wirtschaftsbranchen in Thüringen und ist ein bedeutsamer Teil der regionalen Wirtschaft. Das Spezialisierungsprofil gemäß der Thüringer Innovationsstrategie umfasst die Bereiche Analytik, Diagnostik und Infektionsforschung. Die Zuordnung des beantragten Vorhabens zum Leitziel LGLG 1.1 ergibt sich aus den angesprochenen Punkten Biomarker, Point-of-Care Diagnostik, Personalisierung sowie Gesundheit & Altern. Der wesentliche Bezug besteht in der Nutzung bekannter Biomarker für z. B. Krebs- und Kreislauferkrankungen. Für diese werden mittels SELEX spezifische und empfindliche Aptamere selektiert. Durch den Einsatz von Elektrodenarrays werden mehrere Biomarker parallel untersucht, wodurch sich eine Redundanz ergibt und die Treffsicherheit erhöht. Moderne Prozessorsysteme, Signalverarbeitung und mobile Anzeigegeräte (z.B. Smartphone) favorisieren den Einsatz für die Point-of-Care-Diagnostik.

Zielstellung:
Der biomimetische Sensor, der in dem noch zu beantragenden Projekt entwickelt wird, erreicht eine deutliche Verbesserung der bisherigen Proteinanalytik in Bezug auf Empfindlichkeiten und Zeitaufwand. Protein-Chips (oder Protein-Microarrays) werden in der klinischen Diagnostik bereits eingesetzt. Sie besitzen aber die Nachteile der geringeren Stabilität durch den Einsatz von Antikörpern und des vergleichsweise hohen Aufwands. Der Sensor kann hier einen deutlichen Quantensprung im Bereich des „Disease Modeling“ bewirken, vor allem im Bereich der portablen Vor-Ort-Diagnostik.