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Während und nach einer Krebstherapie gilt es, die Entwicklung des Körpers genau zu beobachten. Denn nicht immer sind nach einer Behandlung alle Krebszellen vernichtet. Für die Therapie von Leukämie, auch als Blutkrebs bezeichnet, haben Forschende am Institut Hahn-Schickard in Freiburg ein neues Verfahren entwickelt, das über möglicherweise im Körper verbliebene Krebszellen schnell und verlässlich Auskunft gibt.

Dazu werden aufgereinigte DNA-Proben der Patienten in kleine Kammern auf eine Scheibe, LabDisk genannt,  gegeben, die sich in  Größe mit einer DVD vergleichen lässt. Auf dieser LabDisk, einem sogenannten mikrofluidischen Testträger, werden die Proben unter anderem mittels Zentrifugation durch Kanäle in Kammern weitergeleitet. In den Kammern reagiert die Probe mit biochemischen Reagenzien. Ohne dass man aufwändige Laborkapazitäten bräuchte, lässt sich so die Zahl möglicher Krebszellen im Knochenmark bestimmen, nachdem die LabDisk in den dafür entwickelten LabDiskPlayer gegeben worden ist.

Konkret angewandt werden soll die Methode für die Akute Lymphoblastische Leukämie (ALL), eine Krebserkrankung des Immunsystems, die häufig im Kindesalter auftritt und unbehandelt zum Tode führt. Für eine erfolgreiche Therapie ist es wichtig, die einzelnen Therapie-Schritte über einen Zeitraum von mehreren Jahren entsprechend der im Knochenmark verbliebenen Zahl der Krebszellen abzustimmen. Das im Projekt  entwickelte System ermöglicht eine exaktere und über mehrere Jahre präzise Messung dieser entarteten Zellen, um neu auftretende Krebszellen frühzeitig und gezielt zu bekämpfen und auch die dynamischen Prozesse einer Krebserkankung zu überwachen.

Den Kern des Systems bilden individuelle Abschnitte aus Erbinformationen der Patienten, die DNA-Sequenz, auf deren Basis ein personalisiertes molekularbiologisches Testsystem entwickelt wurde. Mit der an der Universität Freiburg entwickelten Technik lassen sich Abschnitte des Erbguts aufspüren, die ausschließlich in den Krebszellen auftreten. Darüber hinaus können erstmals mehrere Tumorzelltypen parallel überwacht werden.

Die Forschenden haben sich Expertise aus Digitalisierung, Molekulardiagnostik und Mikrosystemtechnik bedient, um die Anzahl an leukämischen Zellen im Knochenmark exakt zu bestimmen. Mit dem mikrofluidischen Testträger lassen sich die bislang manuell in Speziallabors durchgeführten Analyseschritte automatisieren und standardisieren. Neben der Entwicklung läuft auch die Pilot-Produktion des Testträgers bei Hahn-Schickard in Freiburg.

Für das personalisierte Testsystem entwickelt die Gesellschaft für naturwissenschaftliche Informatik mbH eine spezielle Software, welche die Nutzung des Systems erleichtert. Die einzelnen System-Komponenten wurden im klinischen Umfeld an der Charité in Berlin getestet. Es folgt eine diagnostische Studie an der Charité.

Stand: Mai 2020