NANOGNOSTICS

NANOGNOSTICS ist ein Kooperationsprojekt welches im Rahmen des siebten Rahmenprogramms der Europäischen Kommision gefördert wird. Sieben Forschungsinstitute und zwei Industriepartner verfolgen das Ziel, einen schnellen, sensitiven und spezifischen Nachweis für die frühzeitige Diagnose von Alzheimer. Das Projekt wird durch die NanoPolyPhotonic-Gruppe am Fraunhofer IAP koordiniert. Die projektbezogene Forschung und Entwicklung wird in Finnland, Frankreich, Deutschland, Israel und Schottland durchgeführt. Das NANOGNOSTICS Team besteht aus exzellenten Forschungsgruppen und führenden KMUs auf den Feldern der Nanotechnologie, klinische Diagnostik, Biosensorik, ultrasensitive Spektroskopie, zeitaufgelöste Immunoassays, ultrakompakte Festkörperlaser und Spektrometerentwicklung. Das Projekt mit 36 Monaten Laufzeit startete im Oktober 2009 und hat ein Gesamtbudget von ca. 5,3 Mio €, von denen ca. 4 Mio € durch die Europäische Kommision getragen werden.

Projekt

Momentan leben 6,1 Mio Menschen in der Europäischen Union mit einer Form der Demenz. Zusätzlich treten jährlich ca. 1.4 Mio neue Fälle auf. Die Diagnose von Alzheimer besteht aus einer aufwendigen Kombination aus psychologischen Tests, bildgebender Diagnostik des Gehirns und Ausschluss von anderen möglichen neurologischen Schädigungen, welche bis zu 20 Monate in Anspruch nehmen kann. Ein schneller, sensitiver und spezifischer Immunoassay für Protein-Marker im Blut würde eine frühe Diagnose der Krankheit ermöglichen und zu einer verbesserten Behandlung führen. Der interdisziplinäre Ansatz von NANOGNOSTICS ist eine Grundvoraussetzung, um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen.

  • NANOGNOSTICS zielt darauf ab, eine Protein-Detektionsmethode basierend auf Förster-Resonanz-Energie-Transfer (FRET) zwischen Lanthanid-Komplexen und Quantenpunkten entwickeln. Dieser Ansatz erlaubt die weitestgehende Unterdrückung von Hintergrundsignalen und ermöglicht die simultane Detektion von mehreren Markern.

    NANOGNOSTICS nutzt Antikörper und Aptamere als Erkennungselemente für die Multiplex-basierte Diagnostik von Alzheimer. Zusätzlich kann die Technologie auf die Erkennung einer jeden anderen Krankheit durch Anpassung der Erkennungselemente auf die krankheitsspezifischen Biomarker.

    NANOGNOSTICS zielt auf ein tiefgehendes Verständnis von Quantenpunkt-basiertem FRET, die synthethische Herstellung effizienter Quantenpunkt-basierter Immunsensoren für die Detektion von verschiedenen Alzheimer-spezifischen Protein-Markern und die Entwicklung eines modularen Hochdurchsatz-Screening Immunoanalyzers für die Integration des Quantenpunkt-basierten Multiplex-Immunoassays zur Früherkennung von Alzheimer und eines verbesserten Patientennutzens der Demenztherapie.

  • Das NANOGNOSTICS team besteht aus sieben exzellenten Forschungsgruppen und zwei führenden KMUs aus fünf Ländern.

    • Projektkoordination, Immunoassay-Spektroskopie
      André Geßner - Fraunhofer IAP Potsdam (D)
    • Quantenpunkte
      Wolfgang Parak - Philipps Universität Marburg (D)
    • Lanthanidkomplexe
      Loïc Charbonnière - CNRS Strasbourg (F)
    • Nanotechnologische Biosensoren
      Itamar Willner - Hebrew University of Jerusalem (IL)
    • Klinische Diagnostik
      Jens Dernedde / Rudolf Tauber - Charité Universitätsmedizin Berlin (D)
    • FRET-basierte Immunoassays
      Niko Hildebrandt - Université Paris-Sud 11 (F)
    • Ultrasensitive Spektroskopie
      Hans-Gerd Löhmannsröben - Universität Potsdam (D)
    • Zeitaufgelöste Immunoassays
      Pekka Hänninen - University of Turku (FIN)
    • Lumineszenzspektrometerentwicklung
      Edinburgh Instruments (GB)
  • Basierend auf den führenden Technologien unserer industriellen Partner, zielt NANOGNOSTICS auf die Entwicklung eines modularen Instruments ab, welches auf die Bedürfnisse verschiedenster Nutzer angepasst warden kann. Durch diesen offenen Ansatz kann der Quantenpunkte-basierte Multiplex-Ansatz für verschiedene Analyten im Hochdurchsatz-Screening als auch in point-of-care-Tests angewendet werden. Der NanoTaurus Fluoreszenz-Platten-Reader von Edinburgh Instruments (linkes Bild) und die ultrakompakten DPSS-Laser von ARCTIC Photonics (rechtes Bild) sind die ideale technologische Basis für ein solches modulares Experiment.

  • NANOGNOSTICS wird zwei verschiedene diagnostische Ansätze basierend auf molekularer Erkennung durch Antikörper und Aptamere verfolgen.

    Aptamer-basierte Assays (rechtes Bild) sind eine ideale Lösung für optimale FRET-Assay-Bedingungen, wie z.B. kurze Abstände und geringe sterische Hinderung.

    Homogene Immunoassays mit verschiedenen Antikörpern (oder Aptameren) modifiziert mit einem Donor (D) und verschiedenen Akzeptoren (A1-AX) können für Farb-Multiplex-Methoden genutzt werden.