ChamPArray

Schnelle und genaue Diagnosen – direkt beim Arzt

Bakteriell verursachte Harnwegsinfekte zählen zu den häufigsten Infektionserkrankungen. Ärzte verzichten hier oftmals auf eine mikrobiologische Diagnostik, weil diese noch immer sehr zeit- und kostenintensiv ist, und verordnen stattdessen Standard-Antibiotika. Da die Erreger gegen diese Therapeutika zunehmend Resistenzen entwickeln, sind diese Therapien jedoch immer öfter unwirksam. Wenn sich durch einen an sich harmlosen Harnwegsinfekt infolge einer unwirksamen Behandlung eine ernsthafte und schmerzhafte Nierenbeckenentzündung entwickelt, kann dies sogar einen stationären Krankenhausaufenthalt erforderlich machen. Die Kosten für das  Gesundheitssystem betragen in diesen Fällen ein Vielfaches der üblichen Kosten eines Harnwegsinfekts.

Aus Zeit- und Kostengründen auf eine mikrobiologische Diagnostik verzichten zu müssen, könnte in wenigen Jahren der Vergangenheit angehören. Weltweit sind Entwickler dabei, handliche Analysegeräte zu entwickeln, mit deren Hilfe Krankheiten schnell, genau und preiswert diagnostiziert werden können.

Zum Nachweis bakterieller oder viraler Krankheitserreger wird oft deren Erbsubstanz herangezogen, die in Teilen sehr spezifisch ist und eine eindeutige Zuordnung zulässt. Die Unterschiede sind ausgesprochen schwierig nachzuweisen, da sie auf molekularer Ebene vorliegen. Darüber hinaus handelt es sich bei den Erregern um winzige Bakterien, die möglichst frühzeitig entdeckt werden müssen, während die Anzahl nachweisbarer Keime noch sehr gering ist. Zum Nachweis nutzt man daher bislang häufig Strategien, die die relevanten Areale der Erbsubstanz gezielt vervielfältigen. Gleichzeitig werden diese Areale mit messbaren Markern versehen, die beispielsweise leuchten, sobald sie mit Licht bestrahlt werden. Diese Strategien sind wirkungsvoll, doch könnten Analysen enorm verkürzt werden, wenn man die Erbsubstanz direkt ohne vorherige Vervielfältigung nachweisen könnte.

Dieses Ziel wird in dem Vorhaben ChamPArray angestrebt. Mit dem Channelmultidimensional-Particle-Array, sollen Moleküle bakterieller Erbsubstanz in mikrofluidischen Kartuschensystemen schnell, hochsensitiv, jedoch ohne Vervielfältigungsschritte und damit auch markierungsfrei nachweisbar werden. Der Ansatz beruht auf einem partikelbasierten Hochdurchsatzverfahren, das kompatibel zu Mikrofluidikchips ist. Es handelt sich um ein wissenschaftliches Vorprojekt, das Potenzial für eine Nutzung in vielen tragbaren Diagnostiksystemen birgt.

Abschlussbericht