Thermophoretic quantification of disease specific biomarkers in complex biological fluids

• Antragsteller: Professor Dr. Dieter Braun; Privatdozent Dr. Dieter E. Jenne
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 184550287

Die Quantifizierung absoluter Konzentrationen von krankheitsrelevanten Biomarkern in biologischen Flüssigkelten (Serum, Plasma) ist zentral für die Differenzierung von Krankheiten und der Überwachung ihrer Therapien. Mit dem oft benutzten Enzym-gebundenen Immuno Assay (ELISA) sind quantitative Ergebnisse nur schwer erzielbar. Nachteile sind der kleine dynamische Bereich, die Nichtlinearität des Signals, die hohe Antigendichte auf der Oberfläche, die Interaktionen mit der Oberfläche, eine partielle Denaturierung der Antigene und der schwierigen Bestimmbarkeit von kleinen Änderungen im Titer. ELISA-Ergebnisse werden in unbestimmten Einheiten angegeben, welche nur schwer zwischen unterschiedlichen kommerziellen Systemen vergleichbar sind. Mikroskalige Thermophorese (MST) quantifiziert die Bewegung von Molekülen in einem Temperaturgradienten. Kürzlich wurde die Technik benutzt, um die Bindungskurven und die Ko von DNA-Aptameren in 50%igem unbehandeltem Serum zu bestimmen (Angewandte Chemie, 49, 2238(2010)). Kann MST relevante Biomarker in Patientenproben quantifizieren? Unser Ziel ist es, sowohl die Konzentration als auch die Bindungsaffinität in Blutproben zu bestimmen. Die thermophoretische Expertise der Braun-Gruppe und die präparative und immunologische Expertise der Jenne Gruppe soll durch ein Team aus zwei Doktoranden in einem innovativen Meßverfahren umgesetzt werden. Wir werden die Interaktion von Autoimmunantikörpern mit humaner Proteinase 3 und deren Interaktion mit dem 1-Proteinase Inhibitor analysieren. Ein Defizit der 1- Proteinase-lnhibitoren ist ein Risikofaktor für verschiedene chronische Entzündungskrankheiten, wie z.B. der Wegener'schen Granulomatose. Wir werden die inhibitorische Aktivität in krankheitsfreien Intervallen, bei Krankheitsschüben und Rezidiven und in der Abklingphase quantitativ bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen