LMU-Team verbessert Schnelltests mit DNA-Origami und verstärkt Biomarker-Signale bis zu 125-fach

Ein Forschungsteam der LMU [Ludwig-Maximilians-Universität München] hat herkömmliche Teststreifen durch den Bau eines Nanoverstärkers aus DNA-Origami deutlich verbessert. Dadurch können Signale von Biomarkern, die das Vorhandensein von Krankheitserregern oder Krankheiten anzeigen, bis zu 125-fach verstärkt werden. Schnellteststreifen, auch Lateral-Flow-Immunoassays (LFIAs) genannt, ermöglichen den einfachen Nachweis von Biomarkern. Das LMU-Team unter der Leitung von Heini Ijäs, Maximilian J. Urban und Tim Liedl hat diese Tests durch die Verwendung von DNA-Origami verbessert – dem Falten von DNA zur Herstellung von Nanostrukturen. Dieser Nanoverstärker erhöht die Empfindlichkeit von LFIAs. Die Technik verbessert die Tests auf Biomarker, darunter kardiales Troponin I (cTnI), ein Herzinfarktmarker, und Neurofilament-Leichtketten (Nfl), ein Schlaganfallmarker. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Nature Communications* veröffentlicht. Herkömmliche Teststreifen erkennen oft keine Spuren von Biomarkern in Blut, Speichel oder Urin, wodurch potenziell lebensbedrohliche Zustände im Frühstadium wie Schlaganfälle oder Herzinfarkte übersehen werden können. Das neue Signalverstärkungssystem, das auf DNA-Nanotechnologie basiert, fungiert als molekularer Verstärker und verbindet Detektionsantikörper mit einer einstellbaren Anzahl von signalerzeugenden Markierungen. Dies führt zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit um das bis zu 125-fache. "Unsere Technologie ermöglicht eine beispiellose Kontrolle über den Verstärkungsfaktor, wodurch LFIA-Tests für klinische Anwendungen zuverlässiger und effektiver werden", sagt Dr. Heini Ijäs. "Diese Innovation hat das Potenzial, die diagnostische Testung für ein breites Spektrum von Krankheiten zu verändern." Die Methode ist an verschiedene Biomarker und Proben anpassbar, einschließlich Drogenmissbrauch. Das Forschungsteam glaubt, dass dies zu empfindlicheren, schnelleren und zugänglicheren Diagnosewerkzeugen für klinische und häusliche Tests führen wird. Die Kosten für den molekularen Verstärker belaufen sich auf etwa einen Cent pro Test. "Wir wollen die Technologie den Ärzten im Alltag zugänglich machen und die Patientenversorgung verbessern. Mit Hilfe eines Zuschusses aus dem EXIST-Forschungstransfer-Programm des Bundes vermarkten wir die Technologie nun... Wir sehen eine hohe Nachfrage nach unseren Tests in kleineren Kliniken und Praxen ohne schnellen Zugang zu Laboren und in Notaufnahmen, wo jede Minute zählt", sagt Dr. Maximilian Urban.