Wien (OTS) – Ein großer Fortschritt in der Medizin ist die sogenannte
„Liquid
Biopsy“. Diese Form der Untersuchung kann Gewebeanalysen ergänzen und
zusätzliche Informationen für die medizinische Beurteilung sowie
wertvolle Rückschlüsse für die Diagnose und Behandlung von
Krankheiten liefern. Dabei werden bestimmte Biomoleküle (
Nukleinsäuren wie DNA oder RNA) auf nichtinvasive Weise – also ohne
belastenden Eingriff in den Körper – in Blut oder anderen
Körperflüssigkeiten nachgewiesen. So können beispielsweise bei
bestimmten Formen von Brustkrebs Mutationen im PIK3CA-Gen
therapeutisch relevant sein, die sich auch anhand zirkulierender
Tumor-DNA im Blut untersuchen lassen.
Die dafür eingesetzten Analyseverfahren müssen besonders
empfindlich sein, da die gesuchten DNA-Veränderungen oft nur in sehr
geringen Mengen vorliegen. Das ist mit modernen Labormethoden,
insbesondere mit PCR-Verfahren, möglich. Diese analytischen Verfahren
sind allerdings ressourcenintensiv und verursachen einen erheblichen
Verbrauch an Material, was die Testfrequenz und den Zugang in der
Routineversorgung begrenzt.
Zwtl.: Europäisches Konsortium mit Expertise in Diagnostik,
Materialien und Krebsforschung
Diesen Herausforderungen wird in dem EU-Projekt „SmartSens“ (
Advanced Materials for Sustainable Nucleic Acid Biosensing) begegnet.
Unter der Leitung des AIT Austrian Institute of Technology forschen
Partner aus Österreich, Tschechien, Finnland, der Türkei und Polen an
einem flexiblen, siebdruckbasierten Biosensorsystem zum Nachweis von
Nukleinsäuren in Blutproben. Im Projektkonsortium sind Kompetenzen
aus Molekulardiagnostik, Biosensorik, Materialwissenschaft,
gedruckter Elektronik und klinischer Krebsforschung gebündelt. Das
Projekt startet am 1. Juni 2026, läuft über drei Jahre und verfügt
über ein Gesamtbudget von 1,3 Millionen Euro.
Zwtl.: Neue Materialien für Biosensorik, Mikrofluidik und DNA-Analyse
Konkret zielt SmartSens auf die Entwicklung eines Sensorsystems
ab, das den Nachweis von PIK3CA-Mutationen im Zusammenhang mit
Brustkrebs technisch weiterführt und zugleich neue Ansätze für
ressourcenschonende diagnostische Plattformen eröffnet. SmartSens
setzt an der Schnittstelle zwischen molekularer Präzision,
Materialentwicklung, anwendungsorientierter Biosensorik und
potenziell skalierbaren Herstellungsverfahren an. Aufbauend auf einem
elektrochemischen Assay werden dabei zentrale Komponenten für die DNA
-Analyse weiterentwickelt. Dazu zählen biopolymerbasierte Materialien
für mikrofluidische Strukturen, Cellulose-basierte Werkstoffe zur DNA
-Aufreinigung, neuartige Kupfermaterialien für gedruckte Elektronik
sowie nicht-enzymatische und markierungsfreie Verfahren zur DNA-
Detektion.
„SmartSens verbindet präzise molekulare Analytik mit der Frage,
wie diagnostische Technologien materialseitig effizient, funktional
und nachhaltig weiterentwickelt werden können“, sagt Eva Melnik,
Senior Scientist am AIT Center for Health and Bioresources und
Koordinatorin des Projekts. Damit adressiert SmartSens nicht nur eine
konkrete Herausforderung der molekularen Diagnostik, sondern
verknüpft sie mit einem breiteren Entwicklungspfad für Biosensorik,
Medizintechnik und gedruckte Elektronik.
Zwtl.: Technologische Grundlage für weitere Anwendungen
Über den konkreten Anwendungsfall in der Brustkrebsforschung
hinaus können die entwickelten technologischen Bausteine für die
Nukleinsäure-Biosensorik auch für weitere Bereiche der
Molekulardiagnostik relevant werden.
Ein Beispiel dafür ist das Projekt „FlexDNA“ (Advanced materials
for sustainable flexible electronics for On-Chip PCR), das im
September offiziell startet und von der Österreichischen
Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) unterstützt wird. In dem
Projekt mit einer Laufzeit von drei Jahren kooperieren unter der
Leitung des AIT Partner aus Österreich und Tschechien. Das
Gesamtbudget liegt bei 1,77 Mio. Euro.
Zwtl.: Häufigere und bessere Überwachung von Leukämie
Im Zentrum von FlexDNA steht der Nachweis von RNA-Molekülen im
Blut für die Diagnose, Risikoklassifizierung und molekulare
Überwachung bei akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL) und
chronischer myeloischer Leukämie (CML). Damit lassen sich
Behandlungsziele definieren, die Therapie anpassen und Rückfälle
frühzeitig erkennen.
Im Projekt wird ein thermokonvektionsgesteuerter, flexibler PCR-
Chip entwickelt, der die molekulare Leukämie-Überwachung effizienter,
ressourcenschonender und breiter zugänglich zu macht. Dabei werden
elektrochemische Nachweisverfahren mit ökologisch konzipierten
elektronischen Komponenten, neuartigen Materialien und
energieeffizienter Elektronik kombiniert. Das Ziel ist eine
miniaturisierte, abfallarme und dezentrale Lösung, die häufigere
Testungen, einen breiteren Zugang zu Präzisionsbehandlungen außerhalb
spezialisierter Referenzlabors, eine frühzeitigere Erkennung
molekularer Rückfälle und damit frühere und häufigere PCR-gestützte
Therapieentscheidungen ermöglicht.
Über das AIT
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