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Automatisierte Probenvorbereitung zur Stoffwechselanalyse (AUTOMETA)

Das Projektziel ist es, eine automatisierte Probenvorbereitung für den massenspektrometrischen Nachweis von metabolischen Biomarkern in Patientenproben auf Basis von zentrifugaler Mikrofluidik zu entwickeln.

Derzeit sind medikamentöse Behandlungen bei 30-60 % der Patienten unwirksam, und der Anteil der Patienten mit unerwünschten Arzneimittelwirkungen kann bis zu 30 % betragen. Hierfür gibt es viele Gründe, darunter das Geschlecht, das Alter und der Einfluss von Umweltfaktoren. Dementsprechend geht es bei der Therapie immer mehr nicht mehr um einen Standard für alle, sondern um die Auswahl einer optimalen Behandlung entsprechend den individuellen Merkmalen des Patienten.

Die Voraussetzung für eine solche personalisierte Medizin ist die detaillierte und präzise Charakterisierung des Patienten und seiner Erkrankung. Neue molekularbiologische und medizinische Analysewerkzeuge ermöglichen eine solche umfassende Charakterisierung. Zu diesen so genannten "Omics"-Methoden gehören u.a. die Genomik (Analyse der DNA) und die Metabolomik (Analyse der am Stoffwechsel beteiligten kleinen Moleküle). Da Metaboliten ein Spiegel der laufenden physiologischen Prozesse sind, ist die Metabolomik in diesem Zusammenhang von besonderer Bedeutung, da sie einen vollständigen Überblick über den aktuellen physiologischen Zustand eines Patienten in Echtzeit liefert.

Die am häufigsten verwendete Methode zur Durchführung hochempfindlicher Analysen des Metaboloms ist die Massenspektrometrie (MS). Diese MS-Messungen können jedoch nicht direkt mit Patientenproben durchgeführt werden, da diese zunächst von Substanzen befreit werden müssen, die die Messung stören. Diese Probenvorbereitung ist ein komplexer und fehleranfälliger Laborprozess, der oft sehr anwenderabhängig "von Hand" mit Pipetten, Reagenzien und Mikrotiterplatten durchgeführt wird.

Um hier Abhilfe zu schaffen und Kliniken und klinischen Laboren den Zugang zu modernster Metabolomik zu ermöglichen, werden wir in "AUTOMETA" einen automatisierten mikrofluidischen Arbeitsablauf etablieren, der die Probenvorbereitung standardisiert und eine hohe Zuverlässigkeit der anschließenden metabolomischen Analysen gewährleistet

Projektname
Entwicklung einer automatisierten Probenvorbereitung zur massenspektrometrischen Analyse des Stoffwechsels für die personalisierte Medizin (AUTOMETA)
Projektträger
Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg
Laufzeit
01.04.2024 bis 31.03.2027
Kooperationspartner
Universität Freiburg (Prof. Dr. Roland Zengerle, Prof. Dr. Bernd Kammerer), Universität Basel (Prof. Dr. Robin Teufel)
Reifegrad
Funktionsmuster
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Kontakt

Kompetenzen

  • Mikrofluidik
  • Lab-on-a-Chip
  • Simulationsbasiertes Design
  • Probenvorbereitung Proteomik