Multiparametrische Sensoren zur Echtzeitanalyse von Entz√ľndungsprozessen

Die Freisetzung von Proteasen spielt bei vielen Entz√ľndungsprozessen sowohl in peripheren Organen als auch im zentralen Nervensystem eine wichtige Rolle. Wesentliche Aspekte der zeit- und ortsabh√§ngigen Wirkungen der freigesetzten Proteasen sind dabei auf zellul√§rer und subzellul√§rer Ebene noch ungen√ľgend verstanden. Deshalb gibt es einen gro√üen Bedarf an neuen zeit- und ortsaufgel√∂sten Untersuchungsmethoden und Technologieplattformen, die eine hochparallele nicht-invasive Analyse der Proteaseaktivit√§t auf zellul√§rer und subzellul√§rer Ebene erlauben. Eine synchrone Erfassung weiterer Parameter wie z.B. der Morphologie, der elektrischen Aktivit√§t oder des oxidativen Stresses in Echtzeit w√§re hilfreich, um durch ein noch genaueres Verst√§ndnis zelltypspezifischer Reaktionen neue Anwendungsfelder in Diagnostik und Therapie zu erschlie√üen.
 
Transparente nanostrukturierte Biosensoren stellen eine m√∂gliche L√∂sung f√ľr 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 Proteaseaktivit√§t soll erstmals ein neuartiges potentiometrisches Nachweisverfahren eingesetzt werden, bei dem synthetische Peptide mit starken N-terminalen Ladungstr√§gern auf den Biosensoren immobilisiert werden (Abb. 1A). Im Rahmen des interdisziplin√§ren 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‚Ä®

Projektpartner:
Hochschule Kaiserslautern, Technische Universität Kaiserslautern, Johannes Gutenberg Universität Mainz

Das Projekt wird gefördert durch das Forschungskolleg Rheinland-Pfalz