Biomarker Melanom Chip

Die Zahl der Melanomneuerkrankungen hat in den letzten Jahrzehnten dramatisch zugenommen. Während die verfügbaren diagnostischen Kriterien zum Großteil auf klinische und histologische Merkmale mit unzureichender prognostischer Aussagekraft beschränkt sind, öffnet die Entwicklung von Serummarkern die Möglichkeit der frühzeitigen Erkennung der Erkrankung und daher eine Reduzierung von Leid und Kosten im fortgeschrittenen Stadium. Die Aufgabenstellung, für die Diagnostik des malignen Melanoms einen Proteinmarker Chip zu entwickeln, der stabil, sensitiv, benutzerfreundlich und kostengünstig ist, birgt enormes soziales und wirtschaftliches Potenzial: schnellere, individuellere Diagnose für den Patienten, Entscheidungshilfe für den Arzt, Kosteneinsparung für Sozialversicherungsanstalten, Screening Tool in der Medikamentenentwicklung (Pharmaindustrie). Für die Ausweitung der Proteinchip-Technologie in die klinische Diagnostik ist jedoch eine Weiterentwicklung der Chipoberflächen unumgänglich. Obwohl bereits verschiedene Biochip Plattformen kommerziell erhältlich sind, steckt die Entwicklung von Proteinchip-Oberflächen im Vergleich zu DNAchip-Oberflächen noch in den Kinderschuhen, insbesondere wegen eingeschränkter Sensitivität. In diesem Projekt schlagen wir die Entwicklung von Chipoberflächen vor, die neben erfolgreichen Eigenentwicklungen und kommerziellen Chips das gesamte Spektrum möglicher Protein-Oberflächen Bindungschemien abdecken, um ausgehend von einem Pool an Oberflächen die bestmögliche für den Biomarker Chip zur Verfügung stellen zu können: Hydrogele auf Basis Polyurethan und Poly(vinyl alkohol), die für immobilisierte Proteine eine quasi-flüssige Umgebung bieten und sowohl mechanisch stabil als auch hochreaktiv sind; ausserdem poröse mit Polysacchariden wie zB. Chitosan angereicherte Solgele oder durch Photografting bzw. durch photoinduzierte lebende graft Co-Polymerisierung hergestellte Methacrylate. Darüber hinaus Cu2+ Oberflächen für Proteinkomplexierung und Oligonukleotid- oder ssDNA-Crosslinker. Die Chipoberflächen werden mittels optischer Profilometrie und AFM charakterisiert. Die Interaktion zwischen Protein und Chipoberfläche wird über Modellrechnungen erfaßt. Neben den bereits bekannten Serum Markern S100, MIA, MERV und VEGF, werden neue Serum Biomarker aus der Literatur und laufendem SELDI-TOF Screening von Biomarkerproteinen im Serum von Melanomapatienten verwendet. Der Crossreaktivität von Antikörpern - definiert als Tendenz strukturell verwandte Analyte zu binden - wird durch multivariate Kalibrationsalgorithmen und Chemometrie Rechnung getragen.