Das EU-Projekt „EngCaBra“ (kurz für „Biomedical engineering for cancer and brain disease diagnosis and therapy development") zeigt neue Wege in der Diagnostik und Therapieentwicklung bei Krebs und Hirnerkrankungen. Acht Forschungsgruppen aus sieben Ländern waren an dem vier Jahre laufenden Projekt beteiligt. Professor MichaelVellekoop vom Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -systeme (IMSAS) der Universität Bremen leitete das aus vier Teilprojekten bestehende Forschungsvorhaben. Ziel: Neue Methoden zur Krebserkennung zu entwickeln. Das Bremer Teilprojekt ist dabei besonders beeindruckend: Mit dem „Biopsy Analysis using an Infrared Quadruplewavelength Sensor“ könnten zukünftig aufwendige Krebsuntersuchungen vereinfacht und Fehldiagnosen vermieden werden.

Besonders die Kombination der Disziplinen Elektronik, Mikrosensoren, Nanotechnologie und Biotechnologie hat zu völlig neuen Messtechniken geführt: Sie liefern Informationen über die Analyse und Behandlung von Melanomen, Leukämie und Schizophrenie. Gemeinsam ist den Krankheiten eine Fehlfunktion von menschlichen Zellen. So wurde beispielsweise in Bremen ein Biopsiemeter entwickelt, das Ärzte bei der Analyse von Gewebeproben unterstützt.

Ergebnisse des Bremer Projekts

„Die Beurteilungen über einen positiven oder negativen Befund zu fällen ist nicht einfach und Fehler kommen vor“, erklärt Professor MichaelVellekoop. „Oft werden weitere teure Untersuchungen notwendig, weil die Diagnose nicht eindeutig ist. Untersuchungen zeigen, dass bei Melanombefunden rund sieben Prozent falsch sind. Konkret heißt das, bei 100.000 Untersuchungen erhalten 6.600 Menschen fälschlicherweise die Diagnose „Krebs“ und werden weiter untersucht bzw. operiert.“ Bei knapp 400 Menschen mit Krebs wird die Erkrankung durch Fehldiagnose nicht festgestellt.
Neue Wege in der Diagnostik sind also sehr gefragt. „In unserem Bremer Projekt arbeiten wir mit Infrarotlicht“, so der Bremer Projektleiter. „In den Zellen gibt es sehr lange Ketten von CH2-Molekülen, die auf verschiedene Arten schwingen – symetrisch oder antisymetrisch. Beide absorbieren unterschiedliche Wellenlängen von Infrarotlicht. Unser neues Instrument vermisst, wie viel Licht absorbiert wird. Bei Krebszellen verschiebt sich der eine Wert zum anderen. An diesem Verhältnis können wir eine Gewebeveränderung und somit eine Erkrankung erkennen.“ So können Wissenschaftler Proben punktgenau untersuchen und innerhalb einer Gewebeprobe mehrere Abschnitte miteinander vergleichen. Das Verfahren wurde zusammen mit einer Ärztin der Medizinischen Universität Wien entwickelt.

Wann ist das neue Verfahren in der Praxis einsetzbar?

Vellekoop freut sich über den Durchbruch. „Wir können künftig definitiv eine Menge Fehldiagnosen verhindern. Der nächste Schritt ist, mit dem Microsystems Center Bremen (MCB), unserer Organisation für den Kontakt zu Industrieunternehmen, eine Firma zu finden, mit der wir das Produkt weiterentwickeln. Ich glaube, es wird allen Krankenhäusern möglich sein, das Gerät zu beschaffen – es wird unter 20.000 Euro kosten, vielleicht sogar nur die Hälfte.“

Ein weiteres Projektergebnis

Ein weiteres Teilprojekt von „EngCaBra“ beschäftigte sich mit dem Schmelzverhalten von Proteinen im Blut, das die holländischen Partner des Projekts, die Firma Xensor Integration B.V., entwickelt haben. Mithilfe eines neuen physikalischen Verfahrens werden die Proteine im Blutserum in einem relativ einfachen Verfahren in einer sehr kleinen Versuchsanlage erhitzt. Durch unterschiedliche Schmelzpunkte lassen sich Indikatoren ableiten, wann eine Probe abweichende Werte zeigt, die auf eine Krebserkrankung hinweisen. Dieses Verfahren wurde auf der Basis neuer Chiptechnologien entwickelt.

Am europäischen Projekt EngCaBra sind folgende Partner beteiligt:

• Department of Biosystems Science and Engineering, ETH Zürich, Schweiz
• Department of Micro- and Nanotechnology, Technical University Denmark, Lyngby, Dänemark
• Department of Molecular Medicine, Institute of Virology, Slovak Academy of Sciences, Bratislava, Slowakische Republik
• Institute of Pathophysiology and Allergy Research - Biotechnology, Medizinische Universität Wien, Österreich
• Department of Veterinary Disease Biology, University of Copenhagen, Kopenhagen, Dänemark
• Xensor Integration BV, Delft, Niederlande
• Hoffmann-La Roche Ltd, Basel, Schweiz
• Siemens Austria, Life Science Systems, Research & Technologies,Wien, Österreich
• Rigshospitalet (Copenhagen State Hospital), Kopenhagen, Dänemark

Weitere Informationen:
Universität Bremen
Fachbereichs Physik/Elektrotechnik
Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -systeme (IMSAS)
Prof.Dr.MichaelVellekoop
Tel.: +49 421 218 62604
E-Mail: vellekoopprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de
www.imsas.uni-bremen.de/
EngCaBra homepage: http://www.engcabra.eu