Bahnbrechende Technologie für raschere und kostengünstigere Krebsvorsorge
Dank einer neuen, bahnbrechenden Technologie wird die Gebärmutterhalskrebsvorsorge in Zukunft nicht mehr zeitaufwändig und teuer sein. Die neuartige Technologie wurde mit Hilfe von EU-Fördermitteln von europäischen Wissenschaftlern entwickelt. Die neue Entdeckung erlaubt breit angelegte Vorsorgeuntersuchungen mit fast unmittelbaren Ergebnissen, die von nicht-ärztlichem Personal durchgeführt werden können und zwar viel kostengünstiger, als dies bislang mit Hilfe von existierenden Untersuchungstechniken möglich war. Die Arbeit ("Automatische Erkennung krankheitsbedingter molekularer Zellaktivität") ist Teil des MICROACTIVE-Projekts, das im Rahmen des Themenbereichs "Technologien der Informationsgesellschaft" des sechsten Rahmenprogramms der EU mit Finanzmitteln in Höhe von ca. EUR 1,6 Mio. finanziert wurde. Die Gebärmutterhalskrebsvorsorge erfolgt derzeit mittels molekularbiologischer Tests, die kompliziert, teuer und zeitaufwändig sind und die nur von hochqualifiziertem Fachpersonal ausgeführt werden können. Nach Meinung der Forscher löst die neue, bahnbrechende Technologie all diese Probleme und verspricht revolutionäre Neuerungen bezüglich der diagnostischen Ausrüstung. Die Forscher verwendeten modernste Mikrofabrikations- und Mikro-Fluidiktechnologien zur Entwicklung eines Desktop-"Laboratoriums, das alle Vorteile der traditionellen Molekularanalyse in sich vereint, ohne deren Nachteile aufzuweisen. MICROACTIVE konzentrierte sich auf Vorsorgeuntersuchungen von Gebärmutterhalskrebsarten, die von speziellen Stämmen des menschlichen Papillomavirus (HPV) hervorgerufen werden. "Dieser Test eignet sich gut, weil ein Symptom existiert, das von einem von sieben verschiedenen Viren ausgelöst sein kann oder auch von zwei Viren gemeinsam, und es geht darum, herauszufinden, von welchem dieser Viren," so die am skandinavischen Forschungsinstitut SINTEF tätige Wissenschaftlerin und Leiterin des Projekts Liv Furuberg. Sie erklärt, dass es über 100 HPV-Stämme gibt und dass das menschliche Immunsystem 97 % von ihnen auf wirksame Weise begegnen kann. Die übrigen 3 % sind allerdings tödlich und daher müssen Ärzte diese spezifischen Stämme erkennen und herausfinden, ob sie aktiv sind. Die neuen Laboratorien von MICROACTIVE - sie besitzen ungefähr die Größe eines Desktop-PCs (Personal Computers) - reduzieren einen Prozess, der bisher 20 manuelle Schritte umfasste, auf nur noch 2 Vorgänge, die rasch auch von Personen beherrscht werden, die nur mit den grundlegenden Bedienungsvorgängen vertraut gemacht worden sind. Es gibt viele Methoden der molekularen Diagnostik, aber MICROACTIVE konzentrierte sich auf die Messenger-Ribonukleinsäure (mRNA) als Marker für einen aktiven Virus. Bei den derzeit vorherrschenden Prüfverfahren handelt es sich um zellbasierte Testsysteme. Diese führen jedoch in Fällen zwischen 50 % und 75 % zu falsch-positiven Ergebnissen. Durch Prüfung auf spezielle proteinkodierende mRNAs konnte MICROACTIVE dieses Problem umgehen. Der Test ist extrem einfach. Es wird ein ganz gewöhnlicher Gebärmutterhals-Abstrich genommen, die Probe wird in einer Spritze einem Vermischungsmittel hinzugefügt, das dann dem ersten Laboratorium dieses Verfahrens beigemischt wird. Nun wird die Probe aus der Spritze extrahiert, vorbereitet und auf einen mikrofluidischen Einweg-Chip aufgebracht, der den Transport von Flüssigkeiten in sehr kleinen Dimensionen erlaubt. Sobald die Probe vorbereitet ist, kann der Chip an das Erkennungsmodul weitertransferiert werden. Den ersten Schritt im Erkennungsprozess stellt eine Methode namens NASBA (nucleic acid sequence-based amplification/In-Vitro-RNA-Amplifikation) dar, die genutzt wird, um eine Vielzahl von Markern zu erzeugen. Beim nächsten Schritt werden Biomarker - im Labor entwickelte Moleküle, die bestimmte Nukleinsäurestränge binden - hinzugefügt. "Bei unseren Tests achteten wir nur auf zwei verschiedene Marker, weil das Konzept damit (hinreichend) bewiesen werden konnte," sagt Furuberg. "Aber es gibt acht Kanäle auf unserem Einweg-Chip und jeder Kanal kann gleichzeitig auf zwei Viren testen, so dass wir bis zu 16 verschiedene Marker testen konnten." Die größte Projektherausforderung bestand darin, eine Probe von ausreichender Qualität für die Amplifikation zu erzielen. "Wir haben alle Prozessaspekte im Detail studiert, sogar noch bevor der Gebärmutterhals-Abstrich genommen wurde, um den qualitativ hochwertigsten Untersuchungsansatz zu entwickeln und auszuführen. Auf diese Weise konnten wie die Ergebnisse zunehmend verfeinern und erzielten schließlich das notwendige Qualitätsniveau," erläutert Dr. Furuberg. Das Engagement des Teams zahlte sich aus; bei Vergleichstests mit dem derzeitigen Gold-Standard zur HPV-Erkennung schnitt das MICROACTIVE-System sehr gut ab, so dass der aktuelle Stand der Technik entweder erreicht oder sogar übertroffen werden konnte.
Länder
Norwegen