Laborinnovation mit dem Projekt AUTOMETA: Die automatisierte Vorbereitung von Proben für die Metabolomanalyse ermöglicht zuverlässigere Analysen und effektive personalisierte Behandlungen. Diese Innovation wird von einem binationalen Konsortium entwickelt, welches die Universität Freiburg, die Universität Basel und die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung umfasst. Die Forschenden arbeiten zusammen mit Unternehmen, um eine Lösung basierend auf zentrifugalmikrofluidischen Disks für die Automatisierung der Probenvorbereitung zu entwickeln. Die Säule Wissenschaft hat sich mit dem Träger dieses im Rahmen der Wissenschaftsoffensive finanzierten Projekts unterhalten, der uns über die Entstehung des Projekts, die Expertise der Forschungsteams und die Fortschritte berichtet, die diese Technologie für die Med-tech Unternehmen und für die Patienten bringen könnte.
Können Sie sich vorstellen und Ihre Rolle im Projekt AUTOMETA beschreiben?
Mein Name ist Bernd KAMMERER, ich bin Leiter des Bereichs Metabolomik im Zentrum für Biosystemanalyse der Universität Freiburg und wissenschaftlicher Koordinator des Projektes AUTOMETA.
Wie ist die Idee von ALBUCOL entstanden und was entwickeln Sie in diesem Projekt?
Wir arbeiten im Bereich der Metabolomik, also der Untersuchung von Metaboliten in Zellen, Bioflüssigkeiten, Geweben oder Organismen. Metaboliten umfassen alle Beiprodukte vom Stoffwechsel. Diese können in Echtzeit einen Überblick über den physiologischen Zustand einer Person, eines Tieres oder selbst eines Baumes geben.
Das Problem ist, dass die Probenvorbereitung für die Metabolomanalyse manuell sehr aufwendig ist. Diese manuellen Prozesse sind nicht nur teuer, sondern auch anfällig für menschliche Fehler, was schließlich die Zuverlässigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen kann. Wir möchten also diese Probenvorbereitung automatisieren.
Welche Technologie steckt hinter AUTOMETA?
Wir entwickeln zentrifugalmikrofluidische Disks. Mikrofluidisch bedeutet, dass wir mit sehr geringen Flüssigkeitsvolumen arbeiten. Die Disks sehen einer CD sehr ähnlich, in die wir mikrofluidische Kanäle und Kammern einbringen. Die Idee ist dann, eine flüssige Patientenprobe wie Urin oder Blut in eine Einlasskammer auf der Disk zu pipettieren. Wir rotieren dann die Disk mithilfe einer speziellen Zentrifuge. Durch die Zentrifugalkraft bewegt sich die Probe durch die Kanäle und Kammern, in welchen verschiedene biochemische Prozesse automatisch ablaufen. Das Endprodukt kann dann entnommen werden und mittels Massenspektrometer getestet werden, um die speziellen Metaboliten, die uns interessieren, präzise zu analysieren.
Im Konsortium Ihres Projekts sind mehrere Hochschulpartner aus der Oberrheinregion beteiligt. Welche Kompetenzen bringt jede Einrichtung mit?
An der Universität Freiburg, haben wir an einem Protokoll gearbeitet, um Krebsmarker zu analysieren. Hiermit möchten wir zeigen, dass man mit bestimmten Metaboliten Krebs viel früher und schneller identifizieren kann, bevor die Krankheit zu großen Schaden anstellt.
Unsere Partner der Universität Basel haben ein Protokoll erarbeitet, um Pilzvergiftungen schnell zu identifizieren. Nach einer Pilzvergiftung ist es nämlich wichtig innerhalb von 24 Stunden zu agieren. Solche Vergiftungen werden aber oft falsch diagnostiziert und wenn es klar wird, dass es sich doch um eine Pilzvergiftung handelt, ist es oft zu spät.
Unsere anderen Partner an der Hahn-Schickart Gesellschaft haben diese Protokolle überarbeitet, um sie an die Mikrofluidik anzupassen und arbeiten nun daran, die Disks herzustellen und auszutesten.
Was ist für Sie der Vorteil, dieses Projekt mit Partnern aus der Grenzregion zu entwickeln, und umgekehrt, welchen Mehrwert bringt Ihr Projekt für den Oberrhein?
Am Oberrhein profitieren wir von der Expertise der verschiedenen Länder. Es nicht sehr einfach, solche internationalen Projekte aufzustellen, gerade wegen der unterschiedlichen Fördermittel, Währungen oder wissenschaftlichen Systeme. Deshalb war es für uns eine große Hilfe, dass es Fördertöpfe wie Interreg und die Wissenschaftsoffensive gibt, mit welchen wir unser Projekt finanzieren können.
Die Pharmaindustrie ist im ganzen Oberrhein auch weit entwickelt. Deshalb ist es für uns sehr interessant, gerade in dieser Region an einem solchen Projekt zu arbeiten. Außerdem können auch die zahlreichen Firmen dieses Sektors von unserer Automatisierung profitieren, weil hiermit auch Kosten gesenkt werden können. Damit kann der Wirtschaftsstandort Oberrhein auch langfristig konkurrenzfähig bleiben.
Das Projekt AUTOMETA ist ein Projekt der Wissenschaftsoffensive der Trinationalen Metropolregion Oberrhein, das vom Interreg-Programm Oberrhein, der Région Grand Est, dem Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst des Landes Baden-Württemberg und dem Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit des Landes Rheinland-Pfalz kofinanziert wird. Die Schweizerische Eidgenossenschaft und die Kantone der Nordwestschweiz beteiligen sich an der Finanzierung der Schweizer Projektpartner.
Mehr Informationen: https://www.hahn-schickard.de/en/projects/projects/automatisierte-probenvorbereitung-zur-massenspektrometrischen-analyse-des-stoffwechsels-fuer-die-personalisierte-medizin-autometa