Die Ziele des Vorhabens sind die intensive Beratung bezüglich der Anforderungen und Durchführbarkeit der technischen Komponenten sowie der Nachweis der verbesserten Präzision von IRMA-4-ALL in einer diagnostischen Studie. Übergeordnet wird die Charité im Arbeitspaket (AP) 1 das Projektmanagement und die Koordination des Konsortiums in der Diagnostische Studie (AP7) übernehmen. Die Funktion des gesamten IRMA-4-ALL Verfahrens wird im AP6 durch den Einsatzes in einer Pilotkohorte überprüft. Die Präzision des IRMA-4-ALL Systems wird abschließend in einer von der Charité durchgeführten Diagnostischen Studie bestimmt (AP7). Das Zusammenstellen und Vorbereiten aller Proben sowie die Bereitstellung der genomischen Marker-Sequenzen zur Messung des Ansprechens auf die Therapie für jeden Patienten der Pilotkohorte (n=20) des Funktionstests des IRMA-4-ALL Systems und der Kohorte (n=282) für die Diagnostische Studie wird im AP5 während der Testoptimierungsphase realisiert.

Das Vorhaben ist Teil des Verbundes IRMA-4-ALL, der ein individuelles Verfahren zur Überwachung des Therapieansprechens bei der akuten lymphoblastischen Leukämie (ALL) entwickeln will, zur Unterstützung einer personalisierten Therapie. Dazu soll der momentane Goldstandard zur Überwachung der Restzelllast, also der Anzahl an während der Therapie nachweisbaren Leukämiezellen, auf die "Mediator Sonden-PCR" übertragen werden. Weiterhin soll die Anzahl an DNA-Marker Sequenzen, die zum Nachweis von Leukämiezellen durch molekulargenetische Methoden genutzt werden, pro Nachweisreaktion erhöht werden. So soll der Patientenstatus besser erfasst und der Patient besser individuell therapiert werden können. Die Arbeiten im Vorhaben konzentrieren sich auf die Koordination des Projektes während der Testoptimierungs-Phase, die Adaption von Zielsequenzen bzw. bestehenden Assays an die Mediator Sonden-PCR sowie die Kombination und Optimierung vom Einzelansatz zum Multiplex-System. Die weiteren Arbeiten umfassen die Bereitstellung von Testdaten für die Verbundpartner sowie deren Unterstützung bei der Software-Entwicklung, Datenanalyse und Integration in das LabDisk System.

Im Vorhaben wird die Software für das geplante Testverfahren entwickelt. Aufgrund nur sehr eingeschränkter EDV-Unterstützung ist das Design von Mediatorsonden gegenwärtig durch zeitintensive und fehleranfällige manuelle Prozesse gekennzeichnet. Die zu entwickelnde Software ist ein essenzieller Baustein des Verbundprojekts und kann  dazu beitragen, fehlschlagende und kostenintensive Therapien zu vermeiden, Diagnosezeiten zu verkürzen und die Behandlung zielgerichtet und erfolgreich zu gestalten. Die Software wird sowohl patientenspezifische DNA-Sequenzdaten als auch empirisch ermittelte Richtlinien berücksichtigen, um mit Hilfe von Algorithmen geeignete Mediatorsonden vorherzusagen. Zur Realisierung wird dabei auf einschlägig-publizierte Algorithmen und Softwarekomponenten für die Berechnung von RNA/DNA-Sekundärstrukturen sowie entsprechender thermodynamischer Größen zurückgegriffen werden. Die vom Verbundpartner IMTEK entwickelten Heuristiken und Richtlinien zur Abschätzung der Güte von berechneten Mediatorsonden werden in eigenen Modulen implementiert. Die intuitive Benutzerschnittstelle soll alle Arbeitsschritte der Analytik umfassend unterstützen.

Zur Unterstützung einer personalisierten Therapie wird die Anzahl an während der Therapie nachweisbaren Leukämiezellen überwacht. Im Vorhaben wird der Laborablauf für die Mediatorsonden PCR zum Zellnachweis vollständig auf eine zentrifugal-mikrofluidische LabDisk als Testträger übertragen. Die Arbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung eines fluidisch funktionalen Netzwerks, die Integration der Mediatorsonden-PCR in die LabDisk, die Systemintegration der LabDisk in den LabDisk Player und die Herstellung von LabDisks. Weiterhin unterstützt das Vorhaben die Partner im Verbund: zum einen bei der Anpassung der Fluidik zur Verbesserung der Leistungsmerkmale der Mediatorsonden-PCR, zum anderen bei der Fehlersuche und -behebung beim Einsatz der LabDisk in der geplanten klinischen Studie.

Im Vorhaben wird die Software für das geplante Testverfahren entwickelt. Aufgrund nur sehr eingeschränkter EDV-Unterstützung ist das Design von Mediatorsonden gegenwärtig durch zeitintensive und fehleranfällige manuelle Prozesse gekennzeichnet. Die zu entwickelnde Software ist ein essenzieller Baustein des Verbundprojekts und kann  dazu beitragen, fehlschlagende und kostenintensive Therapien zu vermeiden, Diagnosezeiten zu verkürzen und die Behandlung zielgerichtet und erfolgreich zu gestalten. Die Software wird sowohl patientenspezifische DNA-Sequenzdaten als auch empirisch ermittelte Richtlinien berücksichtigen, um mit Hilfe von Algorithmen geeignete Mediatorsonden vorherzusagen. Zur Realisierung wird dabei auf einschlägig-publizierte Algorithmen und Softwarekomponenten für die Berechnung von RNA/DNA-Sekundärstrukturen sowie entsprechender thermodynamischer Größen zurückgegriffen werden. Die vom Verbundpartner IMTEK entwickelten Heuristiken und Richtlinien zur Abschätzung der Güte von berechneten Mediatorsonden werden in eigenen Modulen implementiert. Die intuitive Benutzerschnittstelle soll alle Arbeitsschritte der Analytik umfassend unterstützen.