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Multiparametric nanoelectronic biosensors for therapy response testing

Descrizione del progetto

Sensori di proteasi per la diagnosi delle malattie

Le proteasi, note per il loro ruolo nella scissione delle proteine in polipeptidi di minori dimensioni, rivestono un’importanza cruciale in varie malattie modulando l’attività e la degradazione proteica. L’attività disregolata delle proteasi è stata messa in relazione a diverse patologie; a causa di ciò, esse si sono progressivamente affermate come preziosi biomarcatori per la diagnosi e la progressione delle malattie. Ciononostante, l’analisi in tempo reale dell’attività delle proteasi associate alla malattia costituisce tuttora una sfida da superare. Il progetto MUNASET, finanziato dall’UE, si prefigge di sviluppare una piattaforma biosensoriale a base di grafene per il rilevamento di molteplici proteasi nel siero avvalendosi di un meccanismo di rilevamento che non richiede l’etichettatura delle proteine. I ricercatori convalideranno inizialmente il sistema per il disturbo depressivo maggiore prevedendone tuttavia l’estensione dell’applicazione ad altre patologie e consentendo di far progredire la diagnostica decentrata.

Obiettivo

Proteases recently emerged as a promising new class of biomarkers with a broad diagnostic, prognostic and therapeutic potential for different human diseases including neurological and psychiatric diseases, several types of cancer, and immune system disorders. However, there is a lack of tools for real-time activity analysis of disease-related protease biomarkers. To address this issue, we propose to develop a highly sensitive graphene-based biosensor platform for parallel detection of multiple proteases in serum. We will exploit a new label-free sensing mechanism based on charge removal due to cleavage of designer peptides by proteases. As a specific business case, we plan to address therapy response prediction along treatment of major depressive disorder (MDD). MDD is one of the most common and burdensome mental disorders worldwide. MDD is also among the most expensive brain diseases in Europe. While effective treatments exist, there is a high variability in treatment response. There are no serum-based tests to predict personalized therapy for MDD patients. The effective treatment is identified through trial and error, a great burden for patients and the health care system. A rapid, sensitive and easy-to-use test would allow faster and more precise treatment identification, improving therapy outcomes and reducing hospitalization times. Here, we plan to detect two protease biomarkers associated with MDD. The biosensors will be validated in clinical serum samples. Arrays of graphene biosensors will be integrated on silicon wafers with a multiplexed readout matrix to realize a miniaturized sensor system with multi-analyte detection capability, high dynamic range, high precision, low detection limit, and low material consumption. The resulting platform technology may enable various point-of-care diagnostic and therapy prediction tools. This will help secure industrial leadership of the EU over the entire value chain of novel graphene-based bio-analytical tools.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation Actions

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-CL4-2022-DIGITAL-EMERGING-02

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

HOCHSCHULE KAISERSLAUTERN
Contributo netto dell'UE
€ 1 357 007,50
Indirizzo
SCHOENSTR 11
67659 Kaiserslautern
Germania
Regione
Rheinland-Pfalz Rheinhessen-Pfalz Kaiserslautern, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 357 007,50

Partecipanti (5)