Neue Methoden in der Brustkrebsdiagnostik
Obwohl Brustkrebs eine der häufigsten Krebsarten bei Frauen ist, liegt die Fünf-Jahres-Überlebensrate bei frühzeitiger Erkennung jedoch bei fast 90 %. Um die Diagnose zu vereinfachen, forschte das EU-finanzierte Projekt MAGNETIC_PCR (Magnetic-PCR: An ultrasensitive methodology for breast cancer detection and characterization) an der Entwicklung innovativer Biosensoren für eine ultrasensitive Diagnostik. Die Sensoren ermitteln die Expression spezifischer Gene und können damit Brustkrebssubtypen erkennen. Die Forscher entwickelten neuartige MRS-Sensoren (magnetic relaxation switch). MRS kombiniert Relaxometrie mit Magnetresonanztomographie (MRT). Die Technik ergänzt die Darstellung von DNA- oder RNA-Molekülen in einer Probe und bietet sich vor allem für die patientennahe Labordiagnostik (Point-of-Care, PoC), beim Einsatz von Hochfrequenzstrahlung statt Licht sowie für Lösungsphasenchemie an. Die Detektion der DNA in der Probe erfolgt zuerst mittels superparamagnetischer Nanopartikel. Diese sind mit Oligonukleotid-Primern ausgerüstet, die komplementär zu Subtyp-spezifischen Sequenzen sind. Anschließend wird die geringe Menge an DNA über Polymerase-Kettenreaktion (PCR) amplifiziert, um das Signal zu verstärken. Die Nanopartikel-DNA-Aggregate können dann mit Magnetresonanz nachgewiesen werden. Ziel der Projektaktivitäten war die Optimierung magnetischer Nanopartikel, um Empfindlichkeit und Selektivität des Verfahrens zu erhöhen. Hierzu wurden mehrere Faktoren untersucht, die die Nachweisbarkeit der Nanopartikel-DNA-Aggregate mittels PCR und MRT verbessern. Für die PCR-Analyse mit magnetischen Nanopartikeln wurden dann Standardprotokolle erstellt. Der Erfolg der Methode von MAGNETIC_PCR beruht darauf, dass mögliche Kontaminationen durch Nachverstärkung vermieden werden. Bei der patientennahen Diagnostik kann der Test die Erkennung von Brustkrebs-Subtypen vereinfachen, was den Therapieerfolg entscheidend beeinflussen wird.
Schlüsselbegriffe
Brustkrebs, Nanopartikel, Relaxometrie, Magnetresonanz, DNA, PCR
