Mit drei Exponaten zur MEDICA: Neuer Biosensor und Entwicklungen für die Tumortherapie

Im Institut für Physiologische Chemie des Essener Universitätsklinikums ist der Arbeitsgruppe von Professor Herbert P. Jennissen ein Durchbruch beim Einsatz von Biosensoren gelungen. Das Verfahren, das auf einer verblüffend einfachen Technik basiert, ist inzwischen international patentiert. In der Zeit von Mittwoch, 21. November, bis Samstag, 24. November, stellen Jennissen und seine Mitarbeiter ihren Nanoschicht-Biosensor auf der MEDICA in Düsseldorf vor – zusammen mit Exponaten aus zwölf weiteren nordrhein-westfälischen Forschungsinstituten. Aus der Universität Essen ist neben Jennissen auch die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Herbert Rübben und Privatdozent Dr. Thomas Otto aus der Urologischen Universitätsklinik auf der Messe vertreten.

Biosensoren sind Messfühler, die eine biologische Komponente wie Enzyme, Antikörper oder Zellen enthalten. Deren physikalische oder chemische Veränderung führt in Kontakt mit einem Messwandler zu einem elektronischen Signal. Darüber wird die Bestimmung einer veränderlichen Kenngröße erlaubt.

Der Einsatz von Biosensoren als Hilfsmittel zur Diagnose von Krankheiten oder in der klinischen Analytik erfordert vor allem kurze Messzeiten, die man aber nur bei kurzen Reaktionszeiten und bei der korrekten Erfassung der auf der Oberfläche ablaufenden Reaktionsgeschwindigkeit erreicht. Bei den bisher eingesetzten Sensoren sind solche Messungen durch das Auftreten einer zehn Mikrometer (ein Mikrometer = ein tausendstel Millimeter) starken Diffusionsbarriere, einer Mikroschicht, nicht möglich, und man versucht, die auftretenden Fehler durch nachfolgende Computersimulationen zu korrigieren. Häufig jedoch sind die Ergebnisse bei großen Molekülen wie Proteinen fehlerhaft.

Der Arbeitsgruppe von Herbert P. Jennissen hat nach vielen Jahren der Forschung das Barriereproblem lösen können. Mit Hilfe einer bewegten Luftblase auf der Sensoroberfläche gelang es, eine Flüssigkeitsschicht von nur 50 bis 100 Nanometern Dicke zu erzeugen, die gleichzeitig die Obergrenze für die Diffusionsbarriere darstellt. Überrascht stellten die Wissenschaftler fest, dass diese Flüssigkeitsschicht die Diffusionsbarriere für große Eiweißmoleküle aufhebt und Echtzeitmessungen der Reaktionsgeschwindigkeit auf der Sensoroberfläche möglich sind. Das Nanoschicht-Prinzip wird, ist Jennissen überzeugt, die Biosensortechnologie völlig umgestalten.

Am Westdeutschen Tumorzentrum e. V. (WTZE)/Urologische Universitätsklinik Essen ist eine Tumor- und Gewebebank als Grundlage der Krebsdiagnostik entstanden. Die Methoden zur Erfassung der Veränderungen biologischer Regelprozesse, die den Ärzten bei Patienten mit Tumorerkrankungen zur Verfügung stehen, werden immer präziser. Damit steigen die Ansprüche an die Qualität des Untersuchungsmaterials wie Blut oder Gewebe und an die Güte der Informationen zu Erkrankung und Vorgeschichte des Patienten. In Essen ist als Grundlage dafür eine einzigartige Sammlung gut charakterisierter Gewebeproben, eingebunden in ein software-gestütztes Managementsystem klinischer Daten, geschaffen worden. Sie wird den hohen Ansprüchen gerecht, die an die Forschung gestellt werden müssen, damit auch in Zukunft Krebs mit neuen Therapieansätzen bekämpft werden kann.

Ein „Notall-Chemo-Koffer“ ist das zweite Exponat, mit dem sich die Urologen auf der MEDICA vorstellen. Für die meisten Tumorerkrankungen ist im Stadium der Tumorzellstreuung die Chemotherapie ein Standardverfahren. Nicht nur im Krankenhaus, sondern auch in dafür ausgerichteten Praxen werden Chemotherapeutika im Routineverfahren eingesetzt. Neben der heilenden Wirkung können die Substanzen jedoch auch schwerwiegende Nebenwirkungen hervorrufen. Die Beherrschung dieser Zwischenfälle erfordert genaue Kenntnisse über den zu erwartenden Schweregrad und Möglichkeiten der Inaktivierung dieser Substanzen innerhalb wie außerhalb des Körpers. Bislang liegen spezifische „Gegenmittel“ nicht gesammelt in einem Notfallkoffer vor. Die Universität Essen/WTZE legt mit dem Essener „Notfall-Chemo-Koffer“ ein integriertes Konzept zur Beherrschung von Zwischenfällen vor.

Redaktion: Monika Rögge, Telefon (02 01) 1 83 – 20 85
Weitere Informationen: Dr. Ali-Akbar Pourzal, Telefon (02 01) 1 83 – 20 60