Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Marker-unabhängige Analyse von im Blut zirkulierenden Tumorzellen in einem miniaturisierten und modularen Hydrosystem

Im Verlauf einer Krebserkrankung können sich sogenannte zirkulierende Tumorzellen („circulating tumor cells“, CTCs) aus einem Primärtumor lösen und systemisch über das Blut- oder Lymphsystem im Körper der Patienten ausbreiten. Die Analyse dieser CTCs durch eine einfache Blutentnahme kann entscheidende Informationen über die Prognose oder das Therapieansprechen der Krebspatienten liefern. Die CTC-Analytik ist mit zwei entscheidenden Hürden verbunden, die aktuell nicht zugleich überwunden werden können: (1) die Marker-freie Detektion einzelner Zelltypen innerhalb heterogener Zellpopulationen und (2) die geringe CTC-Konzentration. Die in MATCH vorgestellte Plattform kombiniert Mikrosystemtechnik und Optik, um die genannten Hürden zu überwinden. Das Verfahren sieht dabei zwei aufeinanderfolgende Verarbeitungsschritte vor: (1) CTCs werden auf Basis physiologischer Merkmale mittels einer mikrofluidischen Dielektrophorese aufkonzentriert. (2) Anschließend werden die CTCs mittels Marker- und zerstörungsfreier Raman-Spektroskopie eindeutig identifiziert. Die MATCH-Plattform erschließt somit ein Alleinstellungsmerkmal, da Marker-unabhängig CTC-Subpopulationen aufkonzentriert und im selben System einer spektroskopischen Analyse zugeführt werden. Die Plattform, deren Umsetzung für KMU mit meist kleinen F&E-Abteilungen nicht möglich wäre, kann neben dem perspektivischen Einsatz in der klinischen Diagnostik auch unmittelbar während und nach der Projektlauzeit werthaltige Beiträge für KMU generieren (bspw. Teilergebnisse der Mikrosystemtechnik oder Analysesoftware). Als Gesamtsystem hat die MATCH-Plattform zum Ziel eine neuartige Entwicklung mit einer geringen Einstiegshürde für den Anwender in Bezug auf Bedienbarkeit und Integration zu vereinen. Deshalb wird ebenfalls eine Anwendung in Nischenbereich der präklinischen Forschung oder pharmazeutischen Industrie als Satellitentechnologie (bspw. für Wirkstoffscreening, Toxizitätstest oder Genetic Engineering) angestrebt.