Rasche und effektive Diagnose von Infektionskrankheiten
Das von der EU geförderte Projekt Optolab Card entwickelt ein optisches Miniaturlabor auf einer Karte. Diese Karte, die für die Massenproduktion gedacht ist, ermöglicht die Diagnose von bakteriellen Infektionskrankheiten in nur 15 Minuten. Sie soll in etwa sechs Jahren auf den Markt kommen. Neue Pathogene verbreiten sich immer schneller und haben immer verheerendere Auswirkungen - eine Entwicklung, die auf die globale Mobilität der Menschen und den Handel mit Nutztieren und Nahrungsmitteln zurückzuführen ist. Die Durchführung herkömmlicher Tests dauert zwischen 6 und 48 Stunden. In dieser Zeit kann eine ganze Region oder ein Großteil der Bevölkerung schon dem fraglichen Pathogen ausgesetzt sein. Die Teilnehmer des Optolab Card-Projekts möchten die Erkenntnisse im Bereich mikroelektronische mechanische Systeme (MEMS) in der medizinischen Diagnostik anwenden. Obgleich im letzten Jahrzehnt eindrucksvolle Entwicklungen in Mikrofabrikationsprozessen realisiert wurden, konnten aufgrund der schwierigen Massenproduktion nur wenige davon in echte biologische Anwendungen übersetzt werden. Daher gibt es heute kaum schnelle diagnostische Hilfsmittel. Optolab Card ist ein spezifisches gezieltes Forschungsprojekt (STREP), das mit 3,2 Millionen Euro unter einer gemeinsamen Ausschreibung der vorrangigen Themenbereiche "Technologien der Informationsgesellschaft (IST)" und "Nanotechnologien und -wissenschaften (NMP)" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) finanziert wird. Unter der Leitung des spanischen Technologieforschungszentrums Ikerlan arbeiten Forschungszentren und Unternehmen aus Deutschland, Österreich, Schweden, Dänemark und Polen zusammen. Das im vergangenen Sommer begonnene Projekt ist auf drei Jahre angelegt, aber es wird fast doppelt so lange dauern, bis das neue Instrument Marktreife erlangt. Das Instrument besteht aus einer Handheld-Basisstation und einer kleinen Einmal-Kassette, der so genannten Labcard, die automatisch eine reverse Transkription mit einer Polymerase-Kettenreaktion durchführt, von der Probenvorbereitung bis zum optischen Nachweis. Die Labcard besteht aus lichtempfindlichem Material, das in Verfahren wie Fotolithografie und Fotogravur verwendet wird, und enthält alle Einweg-Komponenten, während die Basisstation alle elektronischen und optischen Teile umfasst. Zunächst soll das optische Labor Salmonellen nachweisen, das in der EU am weitesten verbreitete Pathogen (40,7 Menschen pro 100.000 Einwohner). Das neue Gerät hat jedoch wesentlich mehr diagnostisches Potenzial: Es kann unterschiedliche DNS-Ketten erkennen und unterscheiden, das heißt, es könnte auch so konzipiert werden, dass es andere Infektionskrankheiten wie Grippe, Tuberkulose, Hepatitis und HIV/AIDS nachweist. Der große Vorteil der Optolab Card ist die Tatsache, dass sie das erste System ist, das in nur 15 Minuten eine zuverlässige Diagnose einer Infektionskrankheit durchführen kann. Damit könnte die Karte die Qualität der Gesundheitsversorgung verbessern, da sie die Anzahl der Krankenhauseinweisungen, die Verweildauer und die Kosten der Diagnose senkt. Darüber hinaus reduziert das diagnostische Gerät die Verbreitung von Infektionskrankheiten. Es bietet Behörden ein anerkanntes Instrument, das für die Identifizierung möglicher Quellen pathogener Kontaminierung eingesetzt werden kann. Weitere potenzielle Anwendungsbereiche der Laborkarte sind die genetische Diagnose degenerativer oder genetischer Störungen, Vaterschaftstests, forensische Medizin und Umweltmonitoring.