Projekt 3 – Digitaler Nanoporen-Sequenzierer
Ziel des Projektes P3 ist es, einen sogenannten „Interactome Profiler“ zu entwickeln. Als Interaktom bezeichnet man das Gesamtnetzwerk von molekularen Wechselwirkungen innerhalb einer Zelle. Der Profiler soll Aufschluss darüber geben, wie die epigenetischen Modifikationen einzelner Moleküle das Interaktom beeinflussen.
Durch eine hochparallele Anordnung von einzelnen Nanoporen und ein digitales Auslesen können damit krankheitsassoziierte epigenetischer Faktoren analysiert werden, etwa die Methylierung von DNA und die posttranslationale Modifikationen von Proteinen. Wir werden aus Blut angereicherte T-Zellen und sogenannte extrazelluläre Vesikel (EV) auf epigenetische Veränderungen charakterisieren. Dadurch wollen wir vielversprechende Biomarkerkandidaten identifizieren, und somit eine Basis für die zukünftige Anwendung der Nanoporen in der Flüssigbiopsie-basierten Diagnostik vorbereiten.
Bereits in der ersten Umsetzungsphase sollen eine Reihe von Produkten und Dienstleistungen entstehen und Methoden generiert werden, die in den Umsetzungsphasen 2 und 3 eigenständig vermarktet werden können.
Zum Erreichen dieser Ziele tragen die Projektpartner wie folgt bei.
Actome GmbH
Als Technologielieferant, Hersteller und Inverkehrbringer entwickelt die Actome GmbH innovative Assays, die epigenetische Veränderungen hochsensitiv, quantitativ und in geringsten Volumina im Picoliter-Bereich nachweisen. Mit ihrer softwareseitigen Expertise unterstützt Actome bei der Anwendung bioinformatischer Methoden und KI-Algorithmen, um die potentiellen Wechselwirkungen zu identifizieren.
Computomics GmbH
Neben der Gesamtkoordination des Teilprojektes übernimmt Hahn-Schickard wesentliche Aufgaben zum horizontalen Technologietransfer und zur Etablierung zukunftsweisender Querschnittstechnologien. Dazu wird eine neue Arbeitsgruppe „Querschnittstechnologien“ am Standort Freiburg initiiert. Weitere Aufgaben von Hahn-Schickard sind die Fortbildungen und Workshops zu Regulatory Affairs sowie Maßnahmen zu Marketing und Öffentlichkeitsarbeit für den gesamten Cluster.
Sciomic GmbH
Das 2014 aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) ausgegründete Start-up Scomics GmbH untersucht mithilfe der Antikörper-Mikroarray-Plattform „scioDiscover“ rund 1.300 biomedizinisch hochrelevante Proteine. Für die Identifizierung von posttranslationalen Proteinmodifikationen mit Hilfe einer nicht-invasiven Diagnostik erweitert Sciomics die analytischen Möglichkeiten um ein hochparalleles Screening von Modifikationen wie Methylierung und Acetylierung und bringt hierbei eine weltweit führende Multiplex-Plattform für eine Antikörper-basierte Suche nach Proteinbiomarker-Kandidaten mit ein.
Q-bios GmbH
Die Q-bios GmbH ist spezialisiert auf die Produktion von DNA-Polymerasen für PCR-Anwendungen. Sie wird die isotherme Amplifikation unter Nanoporenbedingungen realisieren. Dabei stellt sie das Recombinase-Polymerase-Amplification-System bereit, um die benötigten Enzyme zu modifizieren bzw. ein Proteinmodelling für Enzyme mit neuen Eigenschaften durchzuführen. Ziel ist es, das System auch unter hochsalinen Bedingungen durchgeführt zu betreiben.
Temicon GmbH
Als weltweit agierender Serienhersteller von mikrostrukturierten und nanostrukturierten Folien, Spritzgussteilen sowie Spritzgusseinsätzen und funktionalen Oberflächen stellt die temicon GmbH für das Projekt Picoliter-Well-Chips her. Abschließend wird die metallische Beschichtung der Chips untersucht, um eine elektrische Kontaktierung zu ermöglichen.
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Eine Universität mit einem Universitätsklinikum und einer Forschungseinrichtung garantieren ein hohes wissenschaftliches Niveau und klinische Relevanz des Projekts:
Die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg ist eine der führenden deutschen Forschungsuniversitäten und das Universitätsklinikum Freiburg ist eine weltweit führende universitäre Einrichtung der medizinischen Maximalversorgung und die viertgrößte deutsche Universitätsklinik. Epigenetik und Onkologie zählen zu den wichtigsten Forschungsschwerpunkten. Im Projekt übernimmt das UKF die ersten Schritte in der Implementierung der Nanoporentechnologie für die Beantwortung der klinischen Fragestellung, z.B. in der Diagnostik für die Detektion der Therapie-relevanten epigenetischen Veränderungen.
Hahn-Schickard
Hahn-Schickard agiert als Forschungsdienstleister und Innovator und entwickelt zusammen mit Partnern intelligente Produkte, von der Idee bis zur Fertigung. Um Proteininteraktionen über den Nanoporen-Sequenzierer nachzuweisen, wird HS bestehende Technologien weiterentwickeln und auf das spätere Analyseformat anpassen, z.B. hinsichtlich der eingesetzten Biomoleküle oder der entsprechenden biologischen Marker. Weiteren bedeutende Aufgabe ist die anschließende Optimierung des Verfahrens und die Integration in einer Gesamtplattform.
