MULTISENSE
Multiparametrische Sensoren zur Echtzeitanalyse von Entzündungsprozessen
Die Freisetzung von Proteasen spielt bei vielen Entzündungsprozessen sowohl in peripheren Organen als auch im zentralen Nervensystem eine wichtige Rolle. Wesentliche Aspekte der zeit- und ortsabhängigen Wirkungen der freigesetzten Proteasen sind dabei auf zellulärer und subzellulärer Ebene noch ungenügend verstanden. Deshalb gibt es einen großen Bedarf an neuen zeit- und ortsaufgelösten Untersuchungsmethoden und Technologieplattformen, die eine hochparallele nicht-invasive Analyse der Proteaseaktivität auf zellulärer und subzellulärer Ebene erlauben. Eine synchrone Erfassung weiterer Parameter wie z.B. der Morphologie, der elektrischen Aktivität oder des oxidativen Stresses in Echtzeit wäre hilfreich, um durch ein noch genaueres Verständnis zelltypspezifischer Reaktionen neue Anwendungsfelder in Diagnostik und Therapie zu erschließen.
Transparente nanostrukturierte Biosensoren stellen eine mögliche Lösung für die beschriebenen Anforderungen dar. Das Ziel ist die Entwicklung einer Biosensor-Plattform mit transparenten Elektroden zur Analyse von Zellen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der parallelen Detektion mehrerer wichtiger Proteasen, die in verschiedenen pathophysiologischen Prozessen der Immunabwehr und bei neurodegenerativen Erkrankungen eine wichtige Rolle spielen. Zum Nachweis der jeweiligen Proteaseaktivität soll erstmals ein neuartiges potentiometrisches Nachweisverfahren eingesetzt werden, bei dem synthetische Peptide mit starken N-terminalen Ladungsträgern auf den Biosensoren immobilisiert werden (Abb. 1A). Im Rahmen des interdisziplinären Vorhabens werden verschiedene Aspekte der Biosensor-Entwicklung umfassend untersucht. Perspektivisch ist in Kooperation mit Firmen eine Weiterentwicklung und Miniaturisierung des Gesamtsystems hin zu Diagnostikverfahren geplant.
Projektmanagement:
Prof. Dr. Bernd Bufe, Prof. Dr. Alexey Tarasov, Prof. Dr. Monika Saumer, Dr. Kristina Endres, Prof. Dr. Christiane Ziegler, Prof. Dr. Tanja Schirmeister, Dr. Christian Kersten
Projektpartner:
Hochschule Kaiserslautern, Technische Universität Kaiserslautern, Johannes Gutenberg Universität Mainz
Das Projekt wird gefördert durch das Forschungskolleg Rheinland-Pfalz
