Fortschritte in der Sepsis-Detektion: Fortschrittliche magnetische Anreicherung für eine frühere Diagnose

• Antragsteller: Dr.-Ing. Marco Eigenfeld
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548540458

Dieses Projekt schlägt eine innovative Technik zur Proteinmodifikation vor, die darauf abzielt, die Erkennung von mit Sepsis assoziierten Pathogenen deutlich zu verbessern. Durch die Entwicklung einer neuartigen Proteinstruktur, die Phagen-Rezeptor-Bindungsdomänen (RBDs) integriert, um Spezifität und Affinität zu erhöhen, und die Kombination dieser Struktur mit magnetischen Nanopartikeln (MNPs) für eine magnetische Anreicherung, strebt dieser Ansatz eine Fortentwicklung der Präzision und Sensitivität bei der Pathogenerkennung an. Die Innovation liegt im Design des RBP-H6-SUMO-sfGFP-ChBD-Proteins, das durch seine Drei-Bindungs-Funktionalität gekennzeichnet ist, verbunden mit MNPs. Diese Multi-Funktionalität wird erreicht, indem das RBD am N-terminalen Ende, vor einem existierenden Polyhistidin-Tag (H6), exprimiert und die Chitin-Bindungsdomäne (ChBD) durch das Rezeptor-Bindungsprotein (RBP) ersetzt wird, wodurch die Zielgenauigkeit verbessert wird. Darüber hinaus untersucht das Projekt die Verknüpfung dieses speziell entworfenen Proteins mit funktionalisierten magnetischen Nanopartikeln. Diese Kombination wird voraussichtlich die Präzision der Bindung und Manipulation spezifischer Zellen oder Substanzen revolutionieren, indem sie die magnetische Trennung von Bakterien ermöglicht. Eine solche Anreicherung führt zu einer höheren Konzentration von Zellen und DNA und erleichtert dadurch das frühere Erreichen der Nachweisgrenze (LOD). Dies ist besonders bedeutend für die schnelle Identifizierung von Pathogenen, was für den rechtzeitigen Beginn der Behandlung entscheidend ist. Ein bemerkenswerter Aspekt des Projekts ist sein Fokus auf die Erprobung des verbesserten Trennsystems unter Bedingungen, die realen Szenarien sehr nahekommen. Dies beinhaltet Experimente mit Patientenserum, das mit einer Mischung von Organismen versetzt ist, was eine komplexe Herausforderung aufgrund der Anwesenheit verschiedener Verunreinigungen und nicht-pathogener Bakterien darstellt. Durch diesen Ansatz zielt das Projekt darauf ab, einen wesentlichen Fortschritt im Bereich der Pathogenerkennung zu erzielen und bietet das Potenzial für transformative Verbesserungen im Management und in der Behandlung von Sepsis.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Österreich
• Gastgeber: Professor Dr. Sebastian Schwaminger