Natur hilft bei der Revolutionierung der Diagnostik
Wissenschaftler des EU-finanzierten RECEPTRONICS-Projektes wenden sich an die Natur und bringen ihre Erkenntnisse dazu mit dem Neuesten der Nanotechnologie zusammen, um neue Methoden für die Krebsdiagnostik zu finden. Das Projekt, das von der EU unter dem Sechsten Rahmenprogramm (RP6) mit einer Summe von 1,99 Millionen Euro gefördert wird, vereint Experten aus vier europäischen Ländern, deren Fachgebiete von Biochemie über Bio-Engineering und Nanotechnologie bis hin zu Informationstechnologie reichen. Wie ein altes Sprichwort schon sagt, muss man das Rad nicht neu erfinden. Die Wissenschaftler haben sich dies zu Herzen genommen und blicken etwas genauer auf die Natur, um sich von ihren Diagnosemethoden neue Möglichkeiten für moderne medizinische Anwendungen abzuschauen. Koordinator des RECEPTRONICS-Projektes, Professor Marco Tartagni von der Universität Bologna in Italien, erklärt: "Unsere Idee ist, uns den biologischen Prozess der Molekülerkennung in der Natur mithilfe von Bio-Engineering nutzbar zu machen und ihn dann in Verbindung mit hochmodernen elektronischen Anwendungen einzusetzen." Das dreijährige Projekt wurde zwar offiziell im September 2008 abgeschlossen, die Partner sind von ihren bereits erzielten Ergebnissen aber so begeistert, dass sie sich darauf geeinigt haben, die Finanzierung für mindestens ein Jahr weiterer Forschung selbst aufzubringen. Den Wissenschaftlern zufolge hat die Evolution den menschlichen Körper bereits mit einer ganzen Reihe von Mitteln zur Diagnose von Krankheiten ausgestattet. Wenn der Körper an einer Erkältung oder an Grippe erkrankt, geht dies beispielsweise mit Halsschmerzen und Schnupfen einher. Auf diese Weise will uns unser Körper verständlich machen, dass wir die Grippe haben. Auch eine verstopfte Nase ist ein Anzeichen dafür, dass der Körper gegen eine Krankheit ankämpft und die Schlacht fast schon gewonnen hat. Dieser Mechanismus ist höchst kompliziert und mit komplexen Organismen, Hilfsmitteln und Systemen verbunden, denen die Wissenschaftler noch immer nicht auf den Grund gekommen sind, es aber hoffentlich eines Tages werden. Im Zuge des RECEPTRONICS-Projektes soll eine revolutionäre, neue Hybridtechnologie entwickelt werden, mit der es möglich sein soll, Krankheiten gleich zu Beginn zu erkennen. Hoffentlich werden die Wissenschaftler diese Technologie schon in wenigen Jahren entwickelt haben. Dann könnte es in jeder Arztpraxis ein kleines preiswertes Gerät geben, mit dem Blut vor Ort auf bevorstehende Krankheiten untersucht werden kann, bevor sich irgendwelche Symptome zeigen. Der Prozess dreht sich hauptsächlich um die Molekülerkennung, womit ein gesunder menschlicher Körper ununterbrochen beschäftigt ist. In der Medizin wird die Molekülart, die erkannt werden soll, Biomarker genannt. Dessen Vorhandensein kann darauf hinweisen, dass eine Krankheit bevorsteht, noch ehe jegliche andere Symptome zu erkennen sind. Zur Erkennung von Biomolekülen hat die Natur Rezeptoren eingerichtet, bei denen es sich um Spiegelbilder der zu erkennenden Moleküle handelt. Für jede einzelne Biomolekülart gibt es in der Nature einen eigenen Rezeptor. Professor Tartagni erklärt die Funktionsweise der von den Forschern entwickelten Technologie: "Die Vorderseite des Systems besteht aus per Bio-Engineering hergestellten Rezeptoren, die denen von der Natur erzeugten sehr ähnlich sind und deren einziges Ziel es ist, Moleküle zu finden und sie mit den künstlichen Mikroelektroniksystemen an der Rückseite zusammenzubringen. Die Ergebnisse sind äußerst vielversprechend, und schon bald könnten wir das beste und genaueste Verfahren vorstellen, das zur Erkennung einzelner Moleküle jemals entwickelt worden ist." Tartagni betont, dass nach dem Auftreten der ersten Biomarker noch Monate oder gar Jahre vergehen könnten, bis sich eine ausgeprägte Krebserkrankung entwickelt. "Was wir brauchen, ist ein äußerst intelligenter Sensor, der Anhäufungen verschiedenster Moleküle präzise aufspüren kann. Um diese Präzision zu erreichen, haben wir nur eine einzige Möglichkeit: Wir müssen jedes einzelne Molekül zählen. Die Natur hat eine Methode hierfür entwickelt, und genau das versuchen wir auch gerade", berichtet er. "Einige Verfahren, für die wir Pionierarbeit geleistet haben, funktionieren sehr gut. Nun müssen wir versuchen, sie zusammenzubringen. Wir arbeiten an einem kompakten und erschwinglichen Biomarker-Erkennungsgerät, das vor Ort einsetzbar und auf dem freien Markt erhältlich sein soll", kündigt er an. Ohne zu übertreiben könnte man sagen, dass die von den RECEPTRONICS-Forschern entwickelten Verfahren sowohl die Diagnostik als auch die Entwicklung neuer Medikamente wahrlich revolutionieren könnten.
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