Bessere diagnostische Methoden für Infektionserreger
Die Molekulardiagnostik (MD) ist eine Methode zur Charakterisierung von Molekülen, u.a. Proteinen, DNA oder RNA (Ribonukleinsäure), um spezifische Erkrankungen zu diagnostizieren. Molekulardiagnostische Methoden werden häufig für den Nachweis bakterieller Erreger in Patientenproben eingesetzt. Mit Mitteln des Projekts SLIC entwickelten europäische Forscher einen molekulardiagnostischen Biosensor, der solche Test schneller, zuverlässiger und kostengünstiger macht, damit sie auch weltweit und vor allem in Entwicklungsländern möglich sind. Das Konsortium erweiterte hierfür die beiden patentierten Technologien Riboseq und das SLIC-Nanobiosystem. Riboseq weist die in allen bekannten Bakteriengenomen hochkonservierte tmRNA (transfer-messenger RNA) oder SsrA nach. Mit Riboseq wurden DNA-Sonden für bakterielle Pathogene generiert, die etwa für Lungenentzündungen, Grippe- oder Tuberkuloseinfektionen verantwortlich sind. Eine Amplifizierung ist nicht erforderlich. Die Sonden wurden in die Bionsensorplattform SLIC-Nanobiosystem integriert, eine künstliche Zellmembran, die mit einem synthetischen Liganden-gesteuerten Ionenkanal (synthetic ligand-gated ion channel, SLIC) ausgestattet ist. Liganden-gesteuerte Ionenkanäle sind Proteine in der Membran von Zellen. Bindet an den Ionenkanalrezeptor ein spezifischer Ligand, öffnen sie sich nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Auf diese Weise werden die Ionen in und aus der Zelle transportiert. Der Prozess ist Voraussetzung für wichtige Signalprozesse und generiert schwache elektrische Ströme, die aufgezeichnet werden können. Verwendet wurde ein spezifisches "Fängermolekül" von Riboseq, das an einen spezifischen Analyten (nachzuweisende Substanz oder Bakterienstamm) bindet. Öffnet sich aufgrund der Bindung der Ionenkanal und wird ein Strom induziert, ist der Nachweis für den jeweiligen Bakterienstamm positiv. Der zuverlässige Nachweis von Mikroorganismen mittels der vom SLIC-Konsortium entwickelten Hybridtechnologie ist ein wichtiger Schritt zur Verbesserung von MD-Tests und dem Nachweis bedeutsamer Infektionskrankheiten, etwa Infektionen der oberen Atemwege. Die Technologie könnten auch zur Aufdeckung bioterroristischer Aktivitäten eingesetzt werden und als einer der ersten POC-Tests für RNA zur Marktreife gebracht werden.
