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PHENOtyping targeted single-cell via integrated digital microfluidics and optoelectronic tweezerS

Projektbeschreibung

Nachverfolgung entarteter Krebszellen zur Vorhersage der Tumorprogression und der Resistenz

Tumore sind keine einheitlichen Massen – sie sind chaotische Ökosysteme, die aus sehr unterschiedlichen Zellen bestehen. Innerhalb eines einzelnen Tumors kommt es häufig vor, dass bestimmte Zelluntergruppen das Fortschreiten der Krebserkrankung vorantreiben, Metastasen verursachen und gegen eine Behandlung resistent sind. Dies zu identifizieren ist eine Herausforderung. Herkömmliche Diagnoseverfahren betrachten den Tumor als Ganzes und verschleiern das individuelle Zellverhalten. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird das Projekt PHENOS Ingenieurwesen, Biologie, Chemie und Computerwissenschaften kombinieren, um diese einzelnen Krebszellen zu isolieren und zu analysieren. Die Forschenden planen die Entwicklung der ersten hybriden Plattform, die mikrofluidische Kanäle für die Handhabung von Flüssigkeiten, optoelektronische Pinzetten zur nicht-invasiven Manipulation sowie Algorithmen zur Datenanalyse für eine hochauflösende phänotypische Profilierung kombiniert. Wenn das Ergebnis erfolgreich ist, wird die Plattform einzelne Zellen mit einer Genauigkeit von über 95 % erfassen und nachverfolgen können.

Ziel

Cellular populations are rich in diversity, and understanding this heterogeneity at the single-cell level is crucial in oncology, where specific subpopulations can drive tumour progression, metastasis, and therapy resistance. PHENOS (“PHENOtyping targeted single-cell via integrated digital microfluidics and optoelectronic tweezerS”) addresses this challenge by introducing the first hybrid platform for targeted single-cell analysis and manipulation. The system combines digital microfluidics (DMF) for precise liquid handling, aptamer-mediated cell surface functionalization for molecular targeting, optoelectronic tweezers (OET) for non-invasive manipulation, and advanced data analysis algorithms for high-resolution phenotypic profiling.
The project is structured in four phases: (1) design and validation of DMF and OET devices, (2) integration into a hybrid opto-microfluidic platform, (3) targeted cell functionalization and longitudinal phenotyping through time-lapse imaging, and (4) development of machine learning and deep learning algorithms for classification and phenotypic stratification.
Through a comprehensive and synergistic training programme bridging engineering, biology, chemistry, and computational science, PHENOS will: (1) establish a dynamic, high-precision workflow for single-cell measurement and sorting, and (2) enhance OET sensitivity and specificity, achieving ≥95% classification accuracy, in independent experiments, with an expected 20% gain from aptamer targeting. By overcoming current limitations, PHENOS will establish a novel framework for decoding cellular heterogeneity in cancer with a decision-making process, guiding personalised treatments and improving patient outcomes, while providing me a unique multidisciplinary environment to build scientific independence and long-term leadership.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA
Netto-EU-Beitrag
€ 317 923,08
Adresse
VIA CRACOVIA 50
00133 Roma
Italien
Region
Centro (IT) Lazio Roma
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Partner (1)