AIT forscht an nachhaltigen Biosensoren für die Krebsdiagnostik

Das AIT Austrian Institute of Technology koordiniert ein neues europäisches Forschungsprojekt zur Entwicklung nachhaltiger Biosensoren für die Krebsdiagnostik. Unter dem Namen SmartSens (Advanced Materials for Sustainable Nucleic Acid Biosensing) arbeiten Partner aus Österreich, Tschechien, Finnland, der Türkei und Polen an einem siebdruckbasierten Sensorsystem, das den Nachweis bestimmter Erbgutveränderungen im Blut erleichtern soll. Das Projekt startet am 1. Juni 2026, ist auf drei Jahre angelegt und verfügt nach Angaben des AIT über ein Gesamtbudget von 1,3 Millionen Euro.

Im Mittelpunkt steht die sogenannte Liquid Biopsy, ein nichtinvasives Verfahren, bei dem Biomoleküle wie DNA oder RNA aus Blut oder anderen Körperflüssigkeiten gewonnen werden, um Gewebeanalysen zu ergänzen. Bei bestimmten Formen von Brustkrebs können etwa Mutationen im PIK3CA-Gen therapeutisch relevant sein, die sich anhand zirkulierender Tumor-DNA im Blut nachweisen lassen. Da die gesuchten Veränderungen oft nur in geringen Mengen vorliegen, sind dafür hochempfindliche Verfahren wie die PCR-Analyse notwendig. Diese gelten als ressourcenintensiv, was die Testfrequenz und den Zugang in der Routineversorgung bislang begrenzt.

Konsortium bündelt Expertise aus Diagnostik und Materialforschung

Im SmartSens-Konsortium sind nach Angaben des AIT Kompetenzen aus Molekulardiagnostik, Biosensorik, Materialwissenschaft, gedruckter Elektronik und klinischer Krebsforschung vertreten. Ziel ist ein flexibles Sensorsystem, das auf einem elektrochemischen Assay aufbaut und mehrere neue Materialkomponenten kombiniert: biopolymerbasierte Strukturen für die Mikrofluidik, cellulosebasierte Werkstoffe zur DNA-Aufreinigung, neuartige Kupfermaterialien für gedruckte Elektronik sowie nicht-enzymatische, markierungsfreie Verfahren zur DNA-Detektion.

„SmartSens verbindet präzise molekulare Analytik mit der Frage, wie diagnostische Technologien materialseitig effizient, funktional und nachhaltig weiterentwickelt werden können“, sagt Eva Melnik, Senior Scientist am AIT Center for Health and Bioresources und Koordinatorin des Projekts. Über den Anwendungsfall in der Brustkrebsforschung hinaus sollen die entwickelten Komponenten künftig auch für weitere Bereiche der Molekulardiagnostik nutzbar sein.

Zweites Projekt zielt auf Leukämie-Überwachung

Auf der gleichen technologischen Basis baut das Projekt FlexDNA (Advanced Materials for Sustainable Flexible Electronics for On-Chip PCR) auf, das im September offiziell beginnt und von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert wird. Unter der Leitung des AIT kooperieren darin Partner aus Österreich und Tschechien über eine Laufzeit von drei Jahren. Das Gesamtbudget liegt laut AIT bei 1,77 Millionen Euro.

FlexDNA soll den Nachweis von RNA-Molekülen im Blut für die Diagnose, Risikoklassifizierung und molekulare Überwachung von akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL) und chronischer myeloischer Leukämie (CML) verbessern. Dafür entwickeln die Projektpartner einen thermokonvektionsgesteuerten, flexiblen PCR-Chip, der elektrochemische Nachweisverfahren mit ökologisch konzipierten elektronischen Komponenten kombiniert.

Dezentrale und häufigere Tests

Nach Angaben des AIT soll die entwickelte Lösung miniaturisiert, abfallarm und dezentral einsetzbar sein. Dadurch könnten häufigere Testungen sowie ein breiterer Zugang zu Präzisionsbehandlungen außerhalb spezialisierter Referenzlabors ermöglicht werden. Molekulare Rückfälle ließen sich so frühzeitiger erkennen, was wiederum schnellere PCR-gestützte Therapieentscheidungen erlauben soll.