Zytokine sind Botenstoffe, die in der Signalübertragung zwischen Zellen wirken und eine wichtige Rolle vor allem im Immunsystem spielen. Die Zytokin-Freisetzung ist auch die Grundlage für eine Reihe innovativer diagnostischer Tests für Tuberkulose und Q-Fieber sowie für einen in Entwicklung befindlichen Test für die Früherkennung der Lyme-Borreliose (LB). Lyme-Borreliose wird durch schraubenförmige Bakterien (Borrelia burgdorferi sensu lato) verursacht, die durch Ixodes-Zecken übertragen werden. Schätzungen zufolge gibt es jährlich 650.000 bis 850.000 Fälle in der Europäischen Union.
Die rechtzeitige Feststellung der Infektion kann eine korrekte Behandlung in einem früheren Stadium gewährleisten. Das bedeutet, dass weniger Patienten zusätzliche Komplikationen entwickeln. Die derzeitigen Diagnosemethoden reichen jedoch nicht aus, um eine Lyme-Borreliose-Infektion im Frühstadium zuverlässig zu erkennen. Kostengünstige Zytokin-Schnelltestgeräte gibt es nicht.
Neue Diagnostik für bessere Prävention und Behandlung
Das soll sich mit der innovativen PoC-BoSens-Technologie ändern: Sie wird Eigenschaften wie hohe Empfindlichkeit, Kompaktheit, Portabilität, Robustheit, einfache Handhabung und Überwachung in Echtzeit vereinen. Die Kombination aus einer Biochipkartusche zur optischen Analyse von Flüssigkeiten und einem Auslesesystem für schnelle Ergebnisse soll die Prävention verbessern und die adäquate Behandlung unterstützen. Darüber hinaus soll das neuartige Diagnostiksystem die Kosteneffizienz im deutschen Gesundheitswesen und im sozioökonomischen System fördern.
Das Ziel des PoC-BoSens-Projekts ist die Entwicklung eines Diagnosesystem-Demonstrators für die Bestimmung von Zytokin-Biomarkern. Die Technologie hinter dem neuartigen Diagnostiksystem besteht aus einer erstmaligen Kombination von Elementen, die in der Vorstufe eines Biomakers ein optisches Signal erzeugt. Dieses System besteht aus optischen Sensoren und einem mikrofluidischen System. Der technologische Kern ist der Einsatz von 3D-Flaschenresonatoren als Sensorelemente: Sie zählen zu optischen Strukturen, die äußerst empfindlich auf Änderungen ihrer Oberfläche reagieren und gleichzeitig in kleinste Umgebungen integriert werden können. Daher eignen sie sich hervorragend für eine mehrkanalige Detektion von Zielmolekülen, z. B. in der patientennahen Labordiagnostik (Point-of-Care, kurz: PoC).
PoC-BoSens erfordert multidisziplinäres Wissen aus Bereichen wie Photonik, Mikrofluidik, Biochemie, Elektronik, Biomedizin und ist ein vielfältiges, transnationales Konsortium. In Deutschland arbeitet das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM mit der Diarect AG, der Scienion AG, der MDX Devices GmbH und der IfU Diagnostics Systems GmbH zusammen. Mit der Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) untersuchen die Projektpartner einen Demonstrator für photonische Diagnosesysteme, aus dem die nächste Gerätegeneration hervorgehen wird. Zukünftig können diese Geräte auch für den Bereich „Personalisierte Medizin” relevant sein.
Das BMBF fördert PoC-BoSens im Rahmen der transnationalen Förderinitiative „Photonics Based Sensing ERA-NET Cofund (PhotonicSensing)”. Die Projektlaufzeit ist vom 1. April 2018 bis 30. März 2021, das Projektvolumen beträgt ca. 2,4 Mio. Euro.
Weitere Informationen
Kurzvorstellung des Projekts PoC-BoSens
Fördermaßnahme Photonics Based Sensing ERA-NET Cofund
Website des Projekts
