Erarbeitung eines mobilen mikrosystemtechnischen Gesamtsystems für Anreicherung, Nachweis und Charakterisierung zirkulierender Tumorzellen, Teilvorhaben IPHT: Entwicklung eines chipbasierten elektrischen Nachweises zur parallelen Identifikation von Tumorspezifischen Markern : Abschlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2011 - 30.06.2014

Abstract

Die Charakterisierung von zirkulierenden Tumorzellen stellt ein wichtiges diagnostisches Hilfsmittel für das Therapiemonitoring und die Therapieoptimierung bei Krebspatienten dar. Im Fokus des Verbundvorhabens „MiNa-CTC“ stand daher die Erforschung und Realisierung eines miniaturisierten, kostengünstigen, zuverlässigen, effizienten und mobilen Gesamtsystems für die Anreicherung, den Nachweis und die Charakterisierung zirkulierender Tumorzellen. Das Teilvorhaben des IPHT befasst sich dabei insbesondere mit der Erforschung einer chipbasierten Nachweismethode zur Detektion verschiedener Tumor-spezifischer Marker. Hierbei wurden insbesondere die Biomarker KRAS, PIK3CA und BRAF sowie im Hinblick auf eine mögliche Real-Time Amplifikation die Referenzgene RPL13A und GusBeta betrachtet. Im Ergebnis steht eine optisch auslesbare und miniaturisierte Chip-Plattform zum spezifischen Nachweis von Punktmutationen, die als Teillösung in ein Gesamtsystem integriert werden konnte. Das modular aufgebaute Gesamtsystem konnte erfolgreich an verschiedenen Probenmatrices validiert werden und stellt die Basis für ein zukünftig dezentral einsetzbares System zum Therapiemonitoring dar.

The investigation of predictive biomarkers can help to improve therapeutic options for an individual cancer patient. Therefore, the project “MiNa-CTC” focussed their research on a miniaturized, cost-efficient, reliable and mobile system to enrich, to detect and to characterize circulating tumour cells. Here, an on-chip hybridization technique is presented to screen therapeutic relevant biomarkers like KRAS, BRAF and PIK3CA as well as reference genes like RPL13A und GusBeta. The established DNA chip-based platform enables the reliable discrimination of selected mutations by allele-specific hybridization. The generated robust endpoint signals by means of silver deposits allow a simple optical readout. The applicability of our assay was successfully proven for various cancer cell lines as well as clinical tumour samples implemented in the whole analysis chain. Thus, the chip-based DNA hybridization technique seems to be a promising application tool to further improve personalized cancer treatment.