Neun Leibniz-Institute, ein Chip

Zehn Prozent der Deutschen leiden an chronischen Atemwegserkrankungen. Ein neues System soll eine verbesserte Diagnostik ermöglichen. Neun Leibniz-Institute sind beteiligt.

12.01.2016 · News · Leibniz-Institut für Photonische Technologien · Forschungszentrum Borstel - Leibniz Lungenzentrum · Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik · Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden · DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien · Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut · Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik · Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS - e. V. · Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung Halle

Neun Leibniz-Institute arbeiten gemeinsam im Pilotprojekt „EXASENS“ an der Erforschung einer Point-of-Care-Technologie zur Vorhersage und Diagnose von chronisch-entzündlichen Atemwegserkrankungen. Der Verbund wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 6,25 Millionen Euro gefördert und liefert einen Beitrag zum Ausbau und zur Stärkung des Themenfeldes Gesundheitstechnologien.

In den kommenden drei Jahren werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen aus neun Leibniz-Instituten an einem Vor-Ort-Diagnostik-System zur Vorhersage und Diagnostik der chronisch-entzündlichen Atemwegserkrankungen Asthma und chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) forschen. Über 10% der deutschen Bevölkerung leiden an diesen Erkrankungen, wodurch sie sowohl volkswirtschaftlich als auch gesundheitspolitisch eine immense Bedeutung besitzen. Klinisch hochrelevant und von besonderer Brisanz für die Patienten sind akute, anfallartige Verschlimmerungen (Exazerbationen) dieser Erkrankungen, die zu lebensbedrohlichen Komplikationen führen können. Ein exaktes Monitoring des Krankheitszustandes und eine frühzeitige Diagnostik sich anbahnender Exazerbationen ist essentiell für eine verbesserte Lebensqualität und die optimale Behandlung des Patienten. Herkömmliche Verfahren basieren auf Lungenfunktionstests und der subjektiven Einschätzung durch einen erfahrenen Arzt. Die so gewonnenen Ergebnisse sind jedoch nicht spezifisch genug, um die Ursache der Exazerbation zu diagnostizieren, Vorhersagen zu treffen und frühzeitig individuell abgestimmte Therapiemaßnahmen einzuleiten.

Das Projekt „EXASENS“ soll diese diagnostische Lücke schließen. Dazu werden zunächst potentielle Auslöser von Exazerbationen, wie zum Beispiel Bakterien, Viren, Pilzsporen oder auch Stäube, mit optoelektronischen und photonischen Messverfahren charakterisiert und spezifische Indikatoren definiert, welche eine zuverlässige Vorhersage von Exazerbationen erlauben. Parallel dazu wird eine modular aufgebaute Kartusche entwickelt, in der alle erforderlichen Schritte zur Aufbereitung und Analyse von Patientenproben durchgeführt werden können. Die Wissenschaftler legen dabei den Fokus auf Lab-on-a-Chip-Technologien. Durch die Kombination mehrerer Cent-Stück-großer Chips mit unterschiedlicher Funktionalität entsteht eine Messplattform, die dem Nutzer innerhalb kurzer Zeit krankheitsspezifische Informationen liefern wird. Die komplexen Abläufe der Analyse z.B. von Speichelproben werden in einem intuitiv zu bedienenden Gerät integriert, das in der Arztpraxis oder zu Hause anwendbar ist. Mediziner können so eine Verschlimmerung im Krankheitsverlauf frühzeitig und ursachenspezifisch erkennen und individuelle Therapiemaßnahmen einleiten.

Aufgrund der kompakten Bauweise und einfachen Handhabung eignet sich die Technologie auch für telemedizinische Anwendungen. Betroffenen Patienten wird es ermöglicht, den Krankheitsverlauf selbstständig und verlässlich zu überwachen und die Testergebnisse online an den behandelnden Hausarzt oder eine Klinik zu übermitteln. Die Anzahl nicht erforderlicher ambulanter oder gar notfallmedizinischer Behandlungen und die dadurch entstehenden Kosten für das Gesundheitssystem können drastisch reduziert werden.

„Die gezielte interdisziplinäre Zusammenarbeit von Instituten aus unterschiedlichen Sektionen der Leibniz-Gemeinschaft versetzt uns in die Lage, ein Thema entlang der Innovationskette von der Grundlagenforschung bis hin zur Vermarktung von Lösungen und Verfahren durch Industriepartner bearbeiten zu können“, so Professor Jürgen Popp, Koordinator des Projektes und wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Institutes für Photonische Technologien.

Darüber hinaus wird durch die enge Zusammenarbeit der Leibniz-Institute mit Kliniken und Einrichtungen der biologischen und medizinischen Forschung eine Validierung der erforschten Technologien ermöglicht. Die zukünftige Einbindung von Unternehmen wird zur schnellen Überführung der Sensorplattformen in alltagstaugliche Anwendungen führen.

Lebens-, natur- sowie wirtschaftswissenschaftliche Institutionen liefern im geförderten interdisziplinären Verbundvorhaben „EXASENS“ die Basis für eine nachhaltige und exzellente Forschung, um zukünftig den gesundheitsrelevanten gesellschaftlichen Herausforderungen erfolgreich begegnen zu können.

Projekt: POC-Sensorplattform für chronisch-entzündliche  Atemwegserkrankungen (EXASENS)
Projektvolumen: 6,25 Mio. €
Projektlaufzeit: 01.12.2015 bis 30.11.2018
Gefördert von: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektpartner

Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT), Jena
Leibniz-Zentrum für Medizin und Biowissenschaften (FZB), Borstel
Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), Berlin
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF), Dresden
Leibniz-Institut für Interaktive Materialien (DWI), Aachen
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V. (HKI), Jena
Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP), Frankfurt (Oder)
Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS), Dortmund
Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung Halle (IWH), Halle

Kontakt

Daniel Siegesmund
Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT), Jena
Tel.: +49 (0) 3641 206-024
daniel.siegesmund(at)leibniz-ipht.de

www.leibniz-ipht.de