Unterstützung für Diagnostik-Forscher
Proteine sind wichtige Indikatoren bei der Diagnose von Krankheiten. Ein junger ETH-Forscher entwickelte eine Methode, mit der man winzige Blutmengen parallel auf verschiedene Proteine testen kann. Dafür erhielt er ein Pioneer-Fellowship der ETH Zürich. Gemeinsam mit einem Studienkollegen will er den Test zur Marktreife bringen.
Das Wunderding ist ein simpler Kasten von rund 18 Quadratzentimetern Grundfläche und ein paar Zentimetern Höhe. Kernstück im Innern sind kleine quadratische Membranen mit 25 Testfeldern, sogenannten Spots. «Um Proteine zu bestimmen, werden auf den einzelnen Spots Antikörper aufgetragen, die ein spezifisches Protein binden», erklärt Marco Habegger. Auf einer Membrane können 25 verschiedene Proben analysiert werden. Die zu testende biologische Flüssigkeit – beispielsweise Blut – gelangt durch winzige Öffnungen auf der Kastenoberfläche ins Innere. Im Kasten können bis zu zehn Membranen aufeinander gestapelt werden, womit die Proben auf bis zu zehn unterschiedliche Proteine untersucht werden können.
Und genau darin liegt die Innovation des jungen Forschers: «Wir kombinieren zwei verschiedene Mess-Methoden in einem System», so Habegger. Daraus erklärt sich auch der Name des neuen Testgeräts: FoRe (Forward / Reverse) Microarray. Microarray steht für ein Untersuchungssystem, welches die parallele Analyse verschiedener Substanzen in einer geringen Menge biologischen Probematerials ermöglicht. «Forward» bedeutet, dass auf einem Chip mehrere Substanzen nachgewiesen werden, «Reverse», dass auf einem Chip mehrere Proben getestet werden. Natürlich müssen die gesammelten Daten auch ausgewertet werden. Dies besorgt ein externes Lesegerät, das mit den Membranen bestückt werden kann.
Konkurrenzfähig auch im Preis
«Mich fasziniert die Schnittstelle zwischen Technik, Biologie und Medizin, daher habe ich mich fürs Studium in Biomedical Engineering entschieden», sagt Habegger. Seit rund anderthalb Jahren tüftelt der 25-jährige an der neuen Testmethode herum und hat sich auch in seiner Masterarbeit damit auseinandergesetzt. Um das Ganze umzusetzen, hat er sich um ein Pioneer Fellowship beworben, ein Unternehmen gegründet und seinen Studienkollegen Marco Schmidt an Bord geholt.
Mit den Mitteln aus dem Pioneer Fellowship wollen die beiden Namensvettern das FoRe-Microarray weiterentwickeln. «Was wir jetzt in den Händen halten, ist lediglich die vorläufig letzte Version», sagt Habegger. «Aber es werden sicherlich noch viele folgen.» Es gehe jetzt unter anderem darum, den Durchfluss der Membranen, die Dichtungen und das Membranenmaterial zu optimieren. Mitte 2017 soll der Test marktreif sein – und das zu einem konkurrenzfähigen Preis: «Unser Test wird in der Anschaffung keine höheren Kosten verursachen als die derzeit verwendeten Systeme», erklärt Habegger.
Ein Unternehmer mit Forscherherz
Die beiden Forscher sind optimistisch, dass sie ihren Zeitplan einhalten und auch auf dem Markt bestehen können. Denn der neue Test bringt für die Forschung aber auch in praktischen Anwendungen ökonomische und ethische Vorteile. Die Grundlagenforschung setzt für Proteintests hauptsächlich auf Mäuse als Versuchstiere. Das Problem dabei: Mäuse haben ein kleines Blutvolumen, Wissenschaftler können ihnen jeweils nur wenig Blut entnehmen. Im FoRe-Microarray reicht eine Probe von 1 bis 20 Mikroliter. «Es ist damit möglich, einem Tier in regelmässigen Abständen kleine Blutmengen zu entnehmen, und diese jeweils auf mehrere Proteine zu testen. Die Anzahl benötigter Versuchstiere kann damit auf ein Minimum reduziert werden», erklärt Habegger.
Grosses Potenzial für den Einsatz des FoRe-Microarrays sieht er aber auch in der Neonatologie: Werden Säuglinge untersucht, soll möglichst wenig Blut entnommen werden. Beim neuen Test würde ein kleiner Tropfen reichen. «Bis der Test für solche praktische Anwendungen reif ist, braucht es noch weitere Entwicklungsarbeit», betont Habegger. «Doch dereinst könnte ein solcher Test in Spitälern einfach und schnell durchgeführt werden.» Sollte der wirtschaftliche Durchbruch gelingen, würde Habegger gerne als Unternehmer arbeiten. Sein Herz wird aber weiterhin für die Forschung schlagen: «Was mich antreibt, ist die Möglichkeit, etwas Neues zu erschaffen und mich gleichzeitig weiter zu entwickeln. Ich will auf jeden Fall die Nähe zur Wissenschaft beibehalten.»