Wirkstoffsuche auf dem Chip

Die Firma "Caliper Life Sciences" unterstützt das Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie: Analyse-System bewältigt bis zu 30.000 Proben am Tag

Das Unternehmen Caliper Life Sciences GmbH aus Rüsselsheim unterstützt das Screening-Labor des Forschungsinstituts für Molekulare Pharmakologie in Berlin-Buch (FMP) mit einem vollautomatisierten Screening-System. Die einzigartige Caliper-Technologie soll beispielsweise im Rahmen eines vom Bundesforschungsministerium geförderten Projektes helfen, neue Arzneimittel gegen Tuberkulose zu finden. Bei der Suche nach Wirkstoffen gegen den Erreger dieser Erkrankung, Mycobakterium tuberculosis, gilt es Tausende von Substanzen zu prüfen. Dieses Durchforsten ganzer Substanzbibliotheken nennen Wirkstoffforscher Screening.

Die Kooperation mit Caliper Life Sciences ermöglicht es den Wissenschaftlern des FMP, effektiv nach neuen Wirkstoffen zu fahnden. Das Institut hatte sein Screening-Labor 2004 etabliert, um das Feld Chemische Biologie weiter zu stärken. Wissenschaftler nutzen die vorhandene Technologie, um mit hohem Durchsatz gezielt Substanzen zu identifizieren, die an Eiweiße binden und die deren Funktion beeinflussen. Die gefundenen Substanzen dienen zum einen als Werkzeuge für die Forschung, zum anderen sind sie potenzielle Vorläufer von diagnostischen oder therapeutischen Wirkstoffen.

Das Herzstück des Mikrofluidik-Systems HTS250 sind handtellergroße Quarz-Chips. Ein einziger dieser Chips bewältigt bis zu 30.000 Proben am Tag und benötigt dabei jeweils nur wenige Nanogramm der Substanz. Ein Nanogramm ist ein Milliardstel Gramm. Ein besonderer Vorteil des Systems ist die parallele Detektion von Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten. Dies gewährleistet eine einzigartige Datenqualität.

Mit seinem Screening-Labor ist das FMP maßgeblich am Aufbau eines nationalen Netzwerks für Chemische Biologie (ChemBioNet) beteiligt, durch das akademische Gruppen Zugang zu Substanzbibliotheken und Screening-Technologien erhalten sollen. Hierbei übernimmt das Institut die Organisation der zentralen Substanzbibliothek und die Versorgung der anderen Screening-Zentren mit Tochterbibliotheken. Als Partner konnten das Max-Delbrück-Centrum in Berlin und die Gesellschaft für Biologische Forschung in Braunschweig gewonnen werden.

Hintergrund zu Mikrofluidik

Mikrofluidik steht für ein in Kunststoff oder Quarzglas eingebrachtes Kanalsystem, in dem geringste Flüssigkeitsmengen bewegt und gezielt mit Reagenzien gemischt werden können. Das System registriert, wie sich Moleküle in dem winzigem Kanalsystem des Chips bewegen. Dazu ist es vom Hersteller Caliper Life Sciences Incorporation (Boston) mit zwei Lasern und CCD-Kameras ausgestattet. Das System nimmt bis zu 12 Proben parallel über Kapillaren, so genannte "Sipper", aus Probenplatten auf und analysiert sie mit hoher Empfindlichkeit. Dazu ist es nötig, die zu untersuchenden Moleküle zu markieren: Ihnen wird eine chemische Gruppe angefügt, die nach Anregung durch die Laser Licht einer bestimmten Wellenlänge aussendet. Die CCD-Kameras registrieren das und zeichnen so das Laufverhalten der Moleküle auf dem Chip auf.