Ein Durchbruch zugunsten der Präzisionsmedizin
Die Präzisionsmedizin verändert die Gesundheitsversorgung erheblich, insbesondere bei der Behandlung von Krebs und Infektionen. So wurde in den neuesten Studien aufgezeigt, dass die Anwendung immunologischer Behandlungen auf Proteinbasis dazu führt, dass bestimmte Krebsarten in Remission gehen. „Proteine und sogar Teile von ihnen, sogenannte Peptide, sind wichtige Krankheitsbiomarker und vielversprechende Therapieziele mit einem enormen Potenzial für die Präzisionsmedizin“, sagt Cesar Pascual, Forscher am Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST). „Die Umsetzung dieser neuartigen Therapien ist jedoch mit Herausforderungen in Bezug auf die Vielfalt der Ziele und die daraus resultierende Spezifität, Empfindlichkeit, den Durchsatz und die Kosten konfrontiert.“ Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts ElectroMed arbeitet LIST nicht nur daran, diese Herausforderungen zu bewältigen, sondern auch daran, die Präzisionsmedizin auf die nächste Stufe zu heben.
Einen großen Engpass in der Präzisionsmedizin überwinden
Im Mittelpunkt des Projekts steht eine innovative Sensorplattform mit In-situ-Peptidsynthese. „Unsere Hypothese lautete, dass wir Sensoren mit den Neoepitop-Kandidaten programmieren können, indem wir elektrochemische Mikroreaktoren verwenden, die zu Hunderttausenden in einen Mikrochip eingebaut werden können, wie sie in unseren Mobiltelefonen zu finden sind“, kommentiert Pascual. Bei Neoepitopen handelt es sich um Veränderungen in kleinen Fragmenten von Krebsproteinen. Mithilfe der Plattform konnten die Forschenden die Interaktion der Moleküle des Immunsystems mit diesen Neoepitopen nachweisen. Nach Angaben von Pascual stellt die Möglichkeit, Neoepitope in diesem Umfeld zu erkennen, einen bedeutenden Durchbruch dar und überwindet einen der größten Engpässe bei der Entwicklung von Präzisionsbehandlungen. „Diese Erkenntnis ist wichtig, denn die Vervielfältigung dieser Fragmente hat sich als wirksame Strategie für die Entwicklung personalisierter Impfstoffe zur Behandlung so schwerer Erkrankungen wie Bauchspeicheldrüsenkrebs erwiesen“, fügt er hinzu. Das Verfahren kann auch zur Qualitätskontrolle von Neoepitop-Kandidaten eingesetzt werden und stellt bessere Informationen als herkömmliche Assays zur Verfügung, was für die Entwicklung medizinischer Anwendungen von größter Bedeutung ist.
Unmittelbarer Nutzen für das Wohlbefinden der Erkrankten
Der Projekterfolg ist auf sein multidisziplinäres Team zurückzuführen. „Auch wenn wir im Grunde genommen bei Null angefangen haben, konnten wir durch die Bündelung des Fachwissens unserer Partner einen Prototyp der ElectroMed-Plattform erstellen“, so Pascual. Das Projekt selbst ist zwar inzwischen abgeschlossen, jedoch arbeiten die ElectroMed-Partner weiter zusammen, wobei der Schwerpunkt auf der Konsolidierung des Konzeptnachweises liegt. „Unser Ziel ist es, ein Leistungsniveau zu erreichen, das mit den bestehenden Technologien vergleichbar, wenn nicht sogar besser ist, und unsere Lösung auf den Markt zu bringen, wo ich zuversichtlich bin, dass sie einen unmittelbaren Einfluss auf das Wohlbefinden der Erkrankten haben wird“, schließt Pascual. Einige der Projektpartner sind auch an PROFET-SEQ beteiligt, einem vom luxemburgischen Nationalen Forschungsfonds finanzierten Projekt, in dem untersucht wird, wie die über ElectroMed entwickelten Sensoren in neuen Geräten für die Proteinsequenzierung und -analyse eingesetzt werden könnten.
Schlüsselbegriffe
ElectroMed, Präzisionsmedizin, Impfstoffe, Krebs, Gesundheitsversorgung, Krankheit, Erkrankung, Peptid, Mikrochip
