3D-Biochip 3D-Biochip eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten

Forscher an der Universität Leipzig haben einen 3D-Biochip entwickelt, der die Vitalität von Zellen mithilfe von Leitfähigkeitsmessungen detektiert und nach Meinung der Wissenschaftler zur Diagnostik, Therapie und Therapiekontrolle verschiedener Erkrankungen eingesetzt werden könnte.

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Leipzig – In Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Ilmenau hat die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Andrea Robitzki am Biotechnologisch-Biomedizinischen Zentrum (BBZ) in Leipzig einen Biochip entwickelt, der die Beobachtung von lebendem Gewebe und Zellen über einen längeren Zeitraum ermöglicht, ohne das Gewebe zu zerstören. Der Chip enthält Kavitäten bzw. Tröpfchen, in die Gewebeproben eingebracht werden können. An den Töpfchen liegen vier Elektroden an. Sterben die Zellen innerhalb der Tröpfchen z. B. nach Zugabe eines Wirkstoffes ab, vergrößern sich die Zwischenräume, und der elektrische Widerstand sinkt. Über die Leitfähigkeit kann so bespielsweise die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten eingeschätzt werden. Der Chip könnte auch bei der Behandlung von Brustkrebs von Nutzen sein. Die behandelnden Ärzte stehen vor der Aufgabe, aus einer Reihe von Medikamenten den Erfolg versprechendsten Wirkstoff auszuwählen. „Die Entscheidung darüber würde bei Einsatz des Chips auf der Basis gesicherter Daten erfolgen“, unterstreicht Prof. Robitzki. Auf den individuellen Tumor könnte die Medizin mit einer individuellen Therapie reagieren.

Zudem lassen sich anhand der gemessenen Ströme Nebenwirkungen von verabreichten Substanzen abschätzen. Der Leipziger Chip könnte nach Ansicht der Forscher nicht nur die Entwicklungszeit neuer Arzneimittel verkürzen, sondern auch die Zahl der hierfür erforderlichen Tierversuche reduzieren.

Biochip mit Potenzial

Nach einem Jahr Entwicklungszeit fällt das Fazit in Leizig sehr positiv aus: „Erstmals konnten wir ein Modell schaffen, in dem viele Informationen gleichzeitig abgerufen und mehrere Wirkstoffe parallel getestet werden können, wobei wir mit sehr geringen Wirkstoffmengen auskommen und Ergebnisse in Echtzeit sichtbar werden“, freut sich Dr. Robitzki.

Das BBZ, Keyneurotek Pharmaceuticals, das Fraunhofer-Institut für Fabrik- und Automationstechnologie Magdeburg sowie das Zentrum für Mikro- und Nanotechnologie der TU Ilmenau werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung in den kommenden drei Jahren mit 1,5 Millionen Euro gefördert, um das Verfahren für die Testung neuer Wirkstoffe gegen M. Alzheimer weiter entwickeln und bereitstellen zu können.

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