Mikrobiom Monitoring: Entwicklung einer generischen Multiplex-Sensorplattform zur quantitativen Analyse mikrobieller Gesellschaften in Medizin und Umwelt (MikroMoni)

Programm

Kofinanziert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und die Wirtschafts- und Tourismusförderung des Landes Niederösterreich (NÖ)

Projektleitung

Danube Private University (DPU, AT), Dr. Ann-Kathrin Kissmann 

Projektpartner

Institut für Pharmazeutische Biotechnologie, Universität Ulm (DE), Dr. Frank Rosenau

Projektbeteiligte an der DPU

• Univ.-Prof. Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. techn. Christoph Kleber
• Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Knoll
• Jan-Christoph Walter, MSc 

Projektbeschreibung

Das Projekt MikroMoni entwickelt eine neuartige Diagnostikplattform zur schnellen, präzisen und quantitativen Analyse von Mikroorganismen in komplexen Mikrobiomen, beispielsweise im Darm oder in der Mundhöhle. Ziel ist es, gesundheitsrelevante Bakterien direkt aus biologischen Proben wie Stuhlproben nachzuweisen und ihre Konzentration zuverlässig zu bestimmen.

Die Technologie kombiniert hochsensitive, Graphen-basierte Feldeffekttransistoren (gFET-Sensoren) mit speziell entwickelten Aptameren. Diese künstlich erzeugten Bindungsmoleküle erkennen lebende Bakterien mit hoher Spezifität und Sensitivität und stellen eine vielversprechende Alternative zu klassischen Antikörpern dar. Dadurch können selbst sehr geringe Mengen von Mikroorganismen schnell und direkt nachgewiesen werden.

Ein besonderer Fokus des Projekts liegt auf der Entwicklung einer Multiplex-Plattform, die mehrere Messkanäle parallel nutzt. Dadurch können künftig bis zu acht verschiedene Bakterienarten gleichzeitig in einer einzigen Probe identifiziert und quantifiziert werden. Die Technologie ist flexibel anpassbar und kann neben medizinischen Anwendungen auch für Umwelt- und Agrarforschung eingesetzt werden.

MikroMoni leistet einen wichtigen Beitrag zur medizinischen Forschung, da Veränderungen im Mikrobiom, sogenannte Dysbiosen, mit zahlreichen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden. Dazu zählen chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, Krebs, Stoffwechselerkrankungen sowie neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson. Durch die schnelle und präzise Erfassung relevanter Mikroorganismen eröffnet die Plattform neue Möglichkeiten für die Früherkennung von Krankheiten, die personalisierte Medizin und die Entwicklung individueller mikrobiombasierter Therapieansätze.