Förderung des Europäischen Forschungsrats: Team der Universität Hamburg entwickelt DNA-Erkennung in Echtzeit
Dr. Irene Fernandez-Cuesta vom Fachbereich Physik der Universität Hamburg
und ihr Team haben eine Förderung des Europäischen Forschungsrats in Höhe
von 150.000 Euro erhalten. Ziel ist die Weiterentwicklung von Nanogeräten
für die Flüssigbiopsie, die eine schnellere und weniger invasive
Überwachung vieler Krankheiten wie Krebs ermöglichen sollen.
Das von den Forschenden entwickelte Verfahren in der Flüssigbiopsie trägt
den Namen „Laser-Assisted DNA Optical Mapping (LADOM)“ und kann DNA-
Moleküle aus einer Probe in Echtzeit erkennen. Es benötigt weniger als
einen Mikroliter Flüssigkeit, ist schnell und einfach zu interpretieren
und kann auch sehr kleine DNA-Fragmente erkennen.
„Mit einer Proof-of-Concept-Finanzierung des Europäischen Forschungsrats
werden wir nun darauf hinarbeiten, einen Service für die Analyse von
Proben unserer Forschungspartner im biomedizinischen Bereich anzubieten,
zum Beispiel vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, um die
Technologie zu standardisieren. Das wird uns helfen, Beziehungen zu
potenziellen Stakeholdern aufzubauen und die am meisten nachgefragten
Anwendungen für unsere Methode zu ermitteln, die dann als erstes auf den
Markt gebracht werden sollen“, sagt Dr. Irene Fernandez-Cuesta. „Zudem
werden wir eine Software zur Automatisierung der Datenanalyse entwickeln,
um den Durchsatz der Tests zu erhöhen.“
Bei der Flüssigbiopsie zur Überwachung von Krebs muss kein Gewebe aus dem
betroffenen Organ entfernt werden. Stattdessen wird das für das Screening
verwendete Material aus Blut gewonnen, in dem sich zirkulierendes
Tumormaterial wie Zellen, DNA und RNA befinden. Noch kann diese Technik
nicht routinemäßig eingesetzt werden. Eine der größten Herausforderungen
war bisher die sehr geringe Menge an Material, die für die Analyse zur
Verfügung steht und die von anderer DNA aus gesunden Zellen umgeben ist.
Außerdem war sie bisher auf DNA-Sequenzierungsmethoden angewiesen, die
immer noch teuer, zeitaufwendig und nicht leicht zugänglich sind.
Das neue Verfahren des Forschungsteams setzt hier an: Es benötigt wenig
Flüssigkeit, ist schneller und zudem leichter abzulesen als die
Sequenzierung. Auch die benötigten Geräte sind wesentlich billiger und
einfacher herzustellen. Weil kein Mikroskop, keine Pumpen,
Spannungsquellen oder Kameras benötigt werden, könnte es in der Zukunft
möglich sein, die Technologie auch außerhalb des Forschungslabors zu
nutzen und das Gerät sogar tragbar zu machen. Diese Möglichkeit erforscht
das Team derzeit in Zusammenarbeit mit einer Arbeitsgruppe des Deutschen
Elektronen-Synchrotron DESY. „In Zukunft wird es so möglich sein, die
Wirksamkeit einer Behandlung fast in Echtzeit zu überwachen, Metastasen in
einem frühen Stadium zu erkennen und sogar in ferner Zukunft eine
frühzeitige Erkennung von Primärtumoren selbst in der routinemäßigen
Blutanalyse zu ermöglichen“, sagt Fernandez-Cuesta.
Die Analyse von DNA findet darüber hinaus Anwendung in der Forensik,
Paläontologie, Evolutionswissenschaft, bei der Kontrolle von Tier- und
Pflanzenarten, der Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln und bei
verschiedenen medizinischen Schnelltests. All diese Bereiche würden von
einem Gerät für die kostengünstige und schnelle Analyse von DNA
profitieren.
ERC Proof of Concept
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, die bereits eine Förderung des
Europäischen Forschungsrats erhalten haben und das wirtschaftliche und
gesellschaftliche Potenzial ihrer Forschung erkunden möchten, können sich
für den Proof of Concept Grant bewerben. Der Proof of Concept Grant
fördert für 18 Monate und mit einem Pauschalbetrag von 150.000 Euro die
ersten Schritte der Umsetzung von Forschungsergebnissen in die
vorwettbewerbliche Entwicklung von kommerziell und gesellschaftlich
wertvollen Angeboten.
