Max-Planck/Fraunhofer Kooperationsprojekt „Snifits4Health“ gestartet

Entwicklung eines tragbaren Messgeräts zur minutenschnellen Bestimmung der Blutkonzentrationen von Metaboliten

5. Februar 2020

Ein kostengünstiges, patientenfreundliches und zuverlässiges Analysegerät - diese Ziele hat sich das Team hinter Snifits4Health für ihr gemeinschaftliches Projekt gesteckt. Die Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung (MPImF) in Heidelberg und der Fraunhofer Institute für Zelltherapie und Immunologie (IZI) sowie für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Leipzig und Jena möchten ein Gerät entwickeln, mit dem Patienten zuhause die Konzentration verschiedener Metabolite in ihrem Blut messen können. Sie wollen so die Diagnostik und Therapie verschiedener Krankheiten unterstützen. Vergangene Woche gab es in Leipzig den Startschuss für das gemeinsame Projekt, das von der Max-Planck-Gesellschaft und der Fraunhofer Gesellschaft gefördert wird.

Snifits4Health – eine Idee, die im Mai 2019 entstand und nun in ein Produkt umgesetzt werden soll. Dem Projekt liegen eine neuartige Klasse von Biosensoren, sogenannte „Snifits“, für die einfache Messung verschiedener Metabolite im Blut zugrunde. Die Anwendung dieser Biosensoren demonstrierten Kai Johnsson, Direktor der Abteilung für Chemische Biologie am MPI für medizinische Forschung, und Kolleg*innen 2018 in der Fachzeitschrift Science (Link Pressemitteilung): Zunächst wird dem Patienten ein Blutstropfen abgenommen. In einem zweiten Schritt wird ein kleiner Teil der Blutprobe zu einem Reaktionspuffer gegeben und auf ein Papier aufgetragen, das den immobilisierten Biosensor enthält. Abhängig von der Konzentration des Metaboliten ändert das vom Sensor ausgestrahlte Licht seine Farbe von blau zu rot, was mit einer einfachen Digitalkamera oder einem Smartphone erkannt und ausgelesen werden kann. (Abbildung 1)

Für die Entwicklung eines tragbaren Gerätes auf dieser technischen Grundlage haben sich die Wissenschaftler*innen des MPI für medizinische Forschung nun mit Kolleg*innen an den Fraunhofer Instituten für Zelltherapie und Immunologie (IZI) sowie für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) zusammengetan. „Wir haben die Expertise für die notwendige Weiterentwicklung unserer Biosensoren, sind aber auf Experten aus anderen Fachrichtungen angewiesen, um den Sensor in einem automatisierten Messgerät nutzbar zu machen“, so Dr. Corentin Gondrand, Postdoktorand am MPI für medizinische Forschung und Projektkoordinator. Die Gruppe um Dr. Dirk Kuhlmeier am IZI bringt ihre Expertise im Bereich Mikrofluidik für die diagnostische Anwendung ein. Sie arbeiten also daran, wie das Blut verdünnt und auf einen Chip zur Messung im Gerät aufgetragen werden kann. Die Kolleg*innen um Dr. Norbert Danz am IOF werden sich auf die Entwicklung der optischen Werkzeuge zur sensitiven Analyse des Biosensors auf dem Chip konzentrieren.

Das Team von Snifits4Health (von links nach rechts): Norbert Danz (Fraunhofer IOF), Dirk Kuhlmeier (Fraunhofer IZI), Kai Johnsson (MPI for medical research), Stephan Schake (Fraunhofer IOF), Corentin Gondrand (MPI for medical research), Elisabeth Wenzel (Fraunhofer IZI)

Wie das Messgerät am Ende tatsächlich aussehen wird und welche Funktionen realisiert werden können, muss sich zeigen. „Wir haben verschiedene Ideen zur Umsetzung einzelner Schritte. Im Team werden wir diese immer wieder testen und evaluieren müssen“, so Dr. Gondrand weiter. „Wir möchten letztendlich ein Gerät zur Marktreife bringen, das zuverlässige Messungen durchführt, patientenfreundlich und kostengünstig ist.“ So möchte das Team einen Mehrwert für die Diagnostik und Therapie verschiedener Krankheiten schaffen. Gelingt die Umsetzung für drei ausgewählte Metaboliten, könnte die Technologie auch für andere Stoffe angepasst werden. „Wenn es uns gelingt die Machbarkeit unseres Ansatzes an diesen Beispielen zu demonstrieren, eröffnen sich eine Vielzahl von Möglichkeiten“, so Kai Johnsson, Direktor der Abteilung für Chemische Biologie am MPI für medizinische Forschung. Weiterhin planen die Wissenschaftler Chips zu entwickeln, die verschiedene Metaboliten gleichzeitig erfassen und messen können.

Das Projekt läuft zunächst für eine Dauer von vier Jahren. Gefördert wird Snifits4Health durch die Max-Planck-Gesellschaft und die Fraunhofer Gesellschaft.

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