Verbund

QK-Marker

Die individualisierte Medizin hat zum Ziel, für jeden Bürger eine maßgeschneiderte Prävention, Diagnose und Therapie von Krankheiten zu erreichen. Grundlage dafür sind Kenntnisse über individuelle Faktoren wie Lebensstil, Geschlecht und Alter, aber zunehmend auch genetische Veranlagung und weitere molekulare Charakteristiken. Diese werden oft anhand aufwändig zusammengetragener medizinischer Biomaterialbanken untersucht. Allerdings leidet die Aussagekraft entsprechender Studien bislang vielfach unter der unterschiedlichen Qualität der gelagerten Proben. Das Verbundprojekt „QK-Marker“ ist Teil der BMBF-Fördermaßnahme „Methoden und Werkzeuge für die individualisierte Medizin“. Ziel dieser Maßnahme ist die Entwicklung neuer Methoden für die Forschung und Entwicklung. Diese sollen eine Umsetzung der individualisierten Medizin zum Nutzen der Patienten ermöglichen. Dazu müssen sie eine breite Anwendbarkeit und übergeordnete Bedeutung haben. Ziel des Verbundprojektes „QK-Marker“ ist es, neue Methoden zur Messung der Probenqualität von Biomaterialbanken zu entwickeln. Nur wenn die Qualität der Proben hoch genug für die verwendete Analysemethode ist, sind die erzielten Ergebnisse aussagekräftig. Verschiedene Arten in den Proben vorhandener Biomoleküle sollen auf ihre Eignung als sogenannte Zerfallsmarker geprüft werden. Alternativ dazu können bestimmte Biomoleküle direkt nach Probenentnahme von außen zugesetzt und ihr Zerfall während der weiteren Bearbeitung und Lagerung gemessen werden. Als erster Schritt wird eine Modellbiobank angelegt, bei der die Proben unter definierten Bedingungen altern. Im nächsten Schritt werden die identifizierten und validierten Zerfallsmarker für einen externen Ringversuch zur Qualitätssicherung in existierenden Biobanken eingesetzt. Die Methodik erlaubt sowohl eine Aussage über die Qualität bereits vorhandener Proben als auch eine Verbesserung der Arbeitsschritte für die zukünftige Probengewinnung und -lagerung. Die entwickelte Methodik wird anderen Wissenschaftlern und insbesondere Biobanken zur Verfügung stehen. Damit soll mittel- und langfristig ein wichtiger Beitrag für eine bessere Aussagekraft von molekularen Analysen in Biobankproben geleistet werden.

Teilprojekte

Abgeschlossen

Peptid- und Nukleinsäureanalytik (TP1)

Förderkennzeichen: 01EK1505A
Gesamte Fördersumme: 256.258 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2018
Projektleitung: Prof. Dr. Michael Neumaier
Adresse: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum Mannheim, Institut für Klinische Chemie
Theodor-Kutzer-Ufer 1-3
68167 Mannheim

Peptid- und Nukleinsäureanalytik (TP1)

Ziel des Verbundes ist die Etablierung einer analytischen Qualitätssicherung für Serum- und Plasmaproben, um Material mit ungenügender präanalytischer Qualität von weiterführenden Untersuchungen ausschließen zu können. So sollen eine Verzerrung der Ergebnisse und eine daraus resultierende Fehlinterpretation in der translationalen Forschung vermieden werden. Die Analyse von kontrolliert gealterten Blutproben aus einer Modellbiobank ermöglicht die systematische Identifikation und Validierung von Zerfallsmarkern. Die zeitabhängigen Profildifferenzen multipler Marker sind wie ein "präanalytischer Fingerabdruck" sehr charakteristisch für die entsprechende Probenqualität. Durch Quantifizierung dieser Marker in Proben unbekannter Historie ist eine Klassifikation gemäß der präanalytischen Qualität möglich. Als Zerfallsmarker kommen sowohl Peptid- als auch Nukleinsäurefragmente in Betracht, welche in Teilprojekt 1 analysiert werden. Das Methodenspektrum umfasst dementsprechend sowohl massenspektrometrische Proteinanalytik als auch die Quantifizierung von Nukleinsäurefragmenten. Der Arbeitsplan gliedert sich in insgesamt sechs Arbeitspakete (AP). AP1 umfasst den Aufbau einer Modell-Biobank, in der kontrolliert gealterte Aliquots von Serum- und Plasmaproben unterschiedlicher Patientenkollektive kryoarchiviert werden. Insgesamt sollen Proben von bis zu 270 Patienten und Probanden eingelagert werden. Diese Modellbiobank dient zur Identifizierung von exogenen (AP2) und endogenen (AP3) Zerfallsmarkern. Diese werden im Weiteren mit verblindeten Proben der Modellbiobank validiert (AP4). Zur externen Qualitätssicherung von Biomaterialbanken wird ein Ringversuch aufgesetzt, um kritische präanalytische Schritte besser analysieren zu können (AP5). Die selektionierten und validierten Zerfallsmarker sollen in der wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht werden (AP6).

Abgeschlossen

Metabolitanalytik (TP2)

Förderkennzeichen: 01EK1505B
Gesamte Fördersumme: 256.224 EUR
Förderzeitraum: 2015 - 2018
Projektleitung: Dr. Dr. Michael Kiehntopf
Adresse: Universitätsklinikum Jena, Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik
Erlanger Allee 101
07747 Jena

Metabolitanalytik (TP2)

Ziel des Verbundes ist die Etablierung einer analytischen Qualitätssicherung für Serum- und Plasmaproben, um Material mit ungenügender präanalytischer Qualität von weiterführenden Untersuchungen ausschließen zu können. So sollen eine Verzerrung der Ergebnisse und eine daraus resultierende Fehlinterpretation in der translationalen Forschung vermieden werden. Die Entwicklung eines Konzeptes zur Qualitätsbewertung und Qualitätskontrolle von Biobankprozessen soll hierbei in Teilprojekt 2 auf der Identifizierung von Evidenz-basierten, endogenen, metabolischen Qualitätskontrollmarkern beruhen. Diese sollen so ausgewählt werden, dass sie die Qualitätsbewertung und Qualitätskontrolle präanalytischer Prozesse bei der Lagerung flüssiger Proben in Biobanken gestatten und damit eine valide Aussage über Biobankprozesse und letztendlich, auch bei unbekannter bzw. unvollständiger Historie, über die Qualität der individuellen Bioprobe erlauben. Die Identifizierung und Validierung der Qualitätsbiomarker soll mit massenspektrometrischen Methoden an gut charakterisierten Proben, die einen definierten präanalytischen Prozess durchlaufen haben, erfolgen. Das Projekt gliedert sich in fünf Arbeitspakete (AP). AP1 beinhaltet die Identifikation von endogenen kleinmolekularen metabolischen Qualitätskontroll-Markern in Proben, die unter definierten präanalytischen Bedingungen gewonnen und gelagert wurden, sowie die Validierung dieser Marker im klinischen Umfeld. In AP2 sollen die QC-Marker in einem Pilotringversuch zur externen Qualitätssicherung mit Partnerbiobanken eingesetzt werden. AP3 beinhaltet die Entwicklung einer Methode zur robusten parallelen Quantifizierung der Marker, um diese in AP4 zur Entwicklung von Qualitätskontrollkonzepten verfügbar zu machen. AP5 hat den patentrechtlichen Schutz und die anschließende Veröffentlichung der Ergebnisse zum Inhalt.