Sondierungsphase

Zuwendungsempfänger: Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V.
Fördervolumen: GO-Bio initial Sondierungsphase 2 (01.10.2021 bis 30.09.2022, EUR 99,663.19)

Das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden hat eine Technologieplattform zum Trennen biologischer Partikel aus Körperflüssigkeiten durch Schallwellen entwickelt, die sogenannte akustofluidische Separation. Die akustofluidische Technologie ermöglicht insbesondere eine schonende Sortierung empfindlicher Biopartikel sowie eine kostengünstige Massenfertigung der als Verbrauchsmaterialien benötigten akustofluidischen Chips. Aus Flüssigkeiten wie Blut und Urin können durch die Schallwellen gezielt bestimmte Partikel mit festgelegter Größe abgetrennt werden. Im Vorhaben PureEx soll untersucht werden, wie diese Technologie für die Gewinnung und Aufreinigung von Biomarkern genutzt werden kann. Mithilfe von Biomarkern ist es möglich, Rückschlüsse auf das Vorhandensein und die Schwere einer Erkrankung zu ziehen. Die gewonnenen Biomoleküle wie Proteine, DNA, extrazelluläre Vesikel und Exosome im Größenbereich von weniger als einem Mikrometer sind hochinteressant für die Frühdiagnostik. Mit der entwickelten Technologie könnten künftig die herkömmlichen, teils aufwendigen Labormethoden zur Isolation von Biomarkern ersetzt werden.

Aufbauend auf einem transportablen Labordemonstrator und ersten erfolgreichen Versuchen zur Separation extrazellulärer Vesikel soll die akustofluidische Separation in der Sondierungsphase hinsichtlich möglicher Anwendungsbereiche sowie der Markttauglichkeit, des internationalen Stands der Technik und möglicher Wettbewerber, der Schutzrechtssituation und regulatorischer Randbedingungen bewertet werden. Auf dieser Basis werden passfähige Entwicklungspartner sowie zukünftige Anwenderinnen und Anwender gezielt angesprochen, ein Entwicklungsplan für die Machbarkeitsphase erarbeitet und eine tragfähige Verwertungsstrategie erarbeitet. So wird im Sinne der Bekanntmachung zur Stärkung lebenswissenschaftlicher innovativer Forschungsansätze beigetragen, indem die Verwertungsidee für diese Technologie spezifiziert wird, um sie nachfolgend erfolgreich in die wirtschaftliche Verwertung zu überführen.

Machbarkeitsphase

Zuwendungsempfänger: Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e.V.
Fördervolumen: GO-Bio initial Machbarkeitsphase 2 (01.10.2022 bis 31.10.2024, EUR 1,005,990.12)

Flüssigbiopsien nutzen statt einer invasiven Gewebebiopsie eine Blutprobe, um sogenannte Biomarker im Blut zu identifizieren und analysieren. Biomarker sind Moleküle und Zellen, die Rückschlüsse auf eine Krankheit erlauben. Im Vorhaben PureEx-2 wollen Forschende die Art und Weise der Probenvorbereitung für die Biomarker-basierte Flüssigbiopsie verbessern, um eine frühzeitige Krankheitsdiagnostik zu erlauben.

Der Fokus des Vorhabens liegt auf endothelialen extrazellularen Vesikeln (EV). Diese EV sind Membranpartikel, die von Zellen, die das Innere von Blutgefäßen auskleiden, abgesondert werden. Endotheliale EV machen rund fünf Prozent der im Blutplasma vorkommenden EV aus und weisen häufig auf erhöhten Blutdruck, Diabetes oder Fettstoffwechselstörungen wie Dyslipidämie hin.

Eine neue Technologie soll es möglich machen, einzelne Biomoleküle voneinander zu trennen. Die am Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden entwickelte akustofluidische Separation stammt aus der Mikrofluidik, die sich mit dem Verhalten von Flüssigkeiten auf kleinstem Raum befasst. Die Technologie ermöglicht eine schonende Sortierung empfindlicher Biopartikel. Aus Flüssigkeiten wie Blut und Urin können durch Schallwellen gezielt Partikel mit festgelegter Größe wie beispielsweise EV abgetrennt werden. 

Die Separierung der EV erfolgt in einem zweistufigen Prozess. Dabei werden zunächst alle Zellen und weitere größere Partikel abgetrennt und aus der Blutprobe entfernt. Anschließend werden spezifische EV an ein Trägermaterial gebunden und ebenso akustofluidisch abgetrennt. Die auf diese Weise gewonnene Probe kann nun für die weiterführende EV-Diagnostik genutzt werden, sodass aufwendige Probenaufbereitungen entfallen. Mithilfe der neuen Technologie sollen Biomarker, die auf die Blutgefäßerkrankung Arteriosklerose hinweisen, gemessen werden. Anschließend werden die Messergebnisse mit etablierten Labortechniken verglichen und so auf ihre Aussagekraft untersucht.

Im Vorhaben PureEx-2 soll die technische Umsetzbarkeit und medizinische Anwendbarkeit bewertet werden.