AIT entwickelt nachhaltige Biosensoren zur Krebserkennung
Das AIT Austrian Institute of Technology koordiniert das EU-Forschungsprojekt SmartSens, das nachhaltige Biosensoren für die hochpräzise molekulare Diagnostik aus Blutproben entwickelt. Ziel ist es, ressourcenschonendere, effizientere und breiter zugängliche Diagnoseverfahren für die Krebsmedizin zu schaffen.
Ein bedeutender Fortschritt in der modernen Medizin ist die sogenannte „Liquid Biopsy“. Diese Untersuchungsmethode ergänzt Gewebeanalysen und ermöglicht zusätzliche Informationen für Diagnose, Therapie und Verlaufskontrolle von Erkrankungen. Dabei werden Biomoleküle wie DNA oder RNA auf nichtinvasive Weise in Blut oder anderen Körperflüssigkeiten nachgewiesen. So können beispielsweise bei bestimmten Formen von Brustkrebs therapeutisch relevante Mutationen im PIK3CA-Gen anhand zirkulierender Tumor-DNA im Blut untersucht werden.
Die hierfür eingesetzten Analyseverfahren müssen besonders empfindlich sein, da die gesuchten DNA-Veränderungen häufig nur in sehr geringen Mengen vorhanden sind. Moderne PCR-Verfahren erfüllen diese Anforderungen, sind jedoch ressourcenintensiv und verursachen einen hohen Materialverbrauch, wodurch Testfrequenz und Verfügbarkeit in der Routineversorgung eingeschränkt werden.
Europäisches Konsortium entwickelt nachhaltige Diagnostik
Mit dem EU-Projekt SmartSens (Advanced Materials for Sustainable Nucleic Acid Biosensing) sollen diese Herausforderungen adressiert werden. Unter der Leitung des AIT Austrian Institute of Technology arbeiten Partner aus Österreich, Tschechien, Finnland, der Türkei und Polen gemeinsam an einem flexiblen, siebdruckbasierten Biosensorsystem zum Nachweis von Nukleinsäuren in Blutproben.
Das Konsortium vereint Expertise aus Molekulardiagnostik, Biosensorik, Materialwissenschaft, gedruckter Elektronik und klinischer Krebsforschung. Das Projekt startete am 1. Juni 2026, läuft über drei Jahre und verfügt über ein Gesamtbudget von 1,3 Millionen Euro.
Neue Materialien für Biosensorik und DNA-Analyse
SmartSens entwickelt ein Sensorsystem, das den Nachweis von PIK3CA-Mutationen im Zusammenhang mit Brustkrebs technisch weiterentwickelt und gleichzeitig ressourcenschonende diagnostische Plattformen ermöglicht. Das Projekt verbindet molekulare Präzision mit Materialentwicklung, anwendungsorientierter Biosensorik und skalierbaren Herstellungsverfahren.
Auf Basis eines elektrochemischen Assays werden zentrale Komponenten für die DNA-Analyse weiterentwickelt. Dazu gehören biopolymerbasierte Materialien für mikrofluidische Strukturen, Cellulose-basierte Werkstoffe zur DNA-Aufreinigung, neuartige Kupfermaterialien für gedruckte Elektronik sowie nicht-enzymatische und markierungsfreie Verfahren zur DNA-Detektion.
„SmartSens verbindet präzise molekulare Analytik mit der Frage, wie diagnostische Technologien materialseitig effizient, funktional und nachhaltig weiterentwickelt werden können“, erklärt Eva Melnik, Senior Scientist am AIT Center for Health and Bioresources und Koordinatorin des Projekts.
Technologische Grundlage für weitere Anwendungen
Die im Rahmen von SmartSens entwickelten Technologien sollen nicht nur für die Brustkrebsdiagnostik eingesetzt werden, sondern auch in weiteren Bereichen der Molekulardiagnostik Anwendung finden.
Ein Beispiel dafür ist das Projekt FlexDNA (Advanced Materials for Sustainable Flexible Electronics for On-Chip PCR), das im September startet und von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert wird. Das dreijährige Projekt wird ebenfalls vom AIT geleitet und gemeinsam mit Partnern aus Österreich und Tschechien durchgeführt. Das Gesamtbudget beträgt 1,77 Millionen Euro.
Verbesserte Überwachung von Leukämie
FlexDNA konzentriert sich auf den Nachweis von RNA-Molekülen im Blut zur Diagnose, Risikoklassifizierung und molekularen Überwachung der akuten lymphoblastischen Leukämie (ALL) sowie der chronischen myeloischen Leukämie (CML). Dadurch sollen Therapien besser angepasst und Rückfälle frühzeitig erkannt werden.
Im Projekt wird ein thermokonvektionsgesteuerter flexibler PCR-Chip entwickelt, der die molekulare Leukämie-Überwachung effizienter, ressourcenschonender und breiter zugänglich machen soll. Elektrochemische Nachweisverfahren werden dabei mit ökologisch konzipierten elektronischen Komponenten, neuartigen Materialien und energieeffizienter Elektronik kombiniert.
Ziel ist eine miniaturisierte, abfallarme und dezentrale Lösung, die häufigere Testungen, einen besseren Zugang zu Präzisionsmedizin außerhalb spezialisierter Referenzlabore sowie eine frühzeitigere Erkennung molekularer Rückfälle ermöglicht.
Kontakt
Mag. Florian Hainz, BA
AIT Communication – Presse & PR
AIT Austrian Institute of Technology
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E-Mail: florian.hainz@ait.ac.at
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