Lab-on-a-Chip-System für die Diagnose von Borreliose
LB wird durch das Bakterium Borrelia burgdorferi verursacht. Unbehandelt kann die Krankheit zu schweren Symptomen wie Arthritis, Herzmuskelentzündung und Neuroborreliose, einer Entzündung des zentralen Nervensystems, führen. Das EU-geförderte Projekt HILYSENS ("Highly sensitive and specific low-cost lab-on-a-chip system for Lyme disease diagnosis") soll sich mit dem Probleme der Diagnose befassen. Dafür soll ein tragbarer, benutzerfreundlicher und belastbarer Borrelia-Test für mehrere Antigene auf einem mikrofluidischen Lab-on-a-chip-Gerät (LOC) entwickelt werden. Dies sollte den präzisen und reproduzierbaren Nachweis von Borrelia-Antikörpern in menschlichem Blutserum für die Frühdiagnose und die Überwachung des Behandlungsfortschritts bei LB ermöglichen. Die Mitglieder von HILYSENS haben beachtliche Erfolge erreicht. Aus einem Nickel-Master stellten sie mithilfe von UV-Prägung LOC-Prototypen im großen Maßstab her. Durch Kapillarkräfte werden Proben und Reagenzien in die Erfassungskammer innerhalb des LOC transportieren. Zur Optimierung des Systems wurden mehrere für Borrelien-Infektionen spezifische Antigene hergestellt und an infizierten menschlichen Proben getestet. Sechzehn davon wurden ausgewählt, um verschiedene Stufen der Borrelien-Infektion zu erfassen. Die Ergebnisse wurden unter Verwendung eines ELISA-Tests an menschlichen Serumproben validiert. Die ausgewählten Antigene wurden erfolgreich auf der Chipoberfläche immobilisiert. Für den Nachweis durch Quantenpunkte, beschichtet mit Antikörpern gegen Humanserum, wurde ein Fluoreszenzreader gebaut. Der LOC-Prototyp wurde an 50 LB-Patientenproben getestet, um mit klinischen Diagnoseergebnissen zu korrelieren. Durch die Weiterentwicklung nach Abschluss des Projekts sollen die Funktionsmerkmale verbessert und die Parameter für Sensitivität, Spezifität sowie Reproduzierbarkeit im Hinblick auf die LB-Erkennung optimiert werden. Durch ein Verwertungsabkommen zwischen den beteiligten kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) wurde der Wissenstransfer effektiv durchgeführt. Die Projektergebnisse wurden über die Projekt-Website , Plakate, Broschüren, Dias und eine Veröffentlichung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, der Öffentlichkeit und der Wirtschaft verbreitet. Die sozioökonomischen Kosten von Lyme-Borreliose belaufen sich auf rund 660 Millionen Euro pro Jahr. Ein frühe und genaue Diagnose von Kinder- und Erwachsenen-LB wird nicht nur die Kosten für das Gesundheitswesen erheblich reduzieren, sondern auch die Lebensqualität der Patienten verbessern. Darüber hinaus werden diese innovativen Diagnosechips die Wettbewerbsfähigkeit der EU in globalen Markt für medizinische Biosensoren verbessern, indem sie sich als Standard-Diagnose-Tool für LB durchsetzen. Darüber hinaus kann dieser Chip auch für andere Krankheiten und Bakterien angepasst werden.
