RNA-Biomarker

Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt in der Suche nach neuen diagnostischen und prognostischen RNA-Biomarkern für verschiedenste Erkrankungen und ihrer Validierung. Für den GLP-orientierten Screening- und Validierungsprozess steht dafür eine breite Palette an molekularen Methoden (Next Generation Sequencing, Microarrays, PCR-basierte Methoden) zur Verfügung. Ein weiterer Fokus liegt auf der begleitenden Diagnostik, welche als wichtiger Schritt in Richtung personalisierte Gesundheitsversorgung gilt. Um sich diesem Idealzustand zu nähern, entwickelt das Team spezifische Tests (z.B. für Krebsdiagnostik).

RNA-Biomarkerscreening

Hierfür stehen fest etablierte Standard Operating Procedures für Next-generation Sequencing (NGS) von kurzen (microRNAs u.a.) und langen RNAs (mRNAs, long noncoding RNAs), als auch Microarray-Analysen zur Verfügung.

RNA-Biomarkervalidierung

Die Validierung identifizierter Marker ist ebenfalls fest etabliert und wird durch analytische qRT-PCR realisiert. Ferner wird in Kooperation mit dem Fraunhofer IPA eine vollautomatisierte Anlage für Hochdurchsatz-qRT-PCR mit integriertem Nanodosiersystem (I-DOT) für die Biomarker-Validierung entwickelt.

Next Generation Sequencing im Allgemeinen

In der Arbeitsgruppe RNA-Biomarker werden Sequenzierprotokolle für lange, als auch kurze RNAs aus diversem Patientenmaterial standardisiert durchgeführt unter Nutzung von Illumina Sequenziersystemen (MiSeq; Ultra-High-Throughput Sequencing System HiSeq 2500).

Neben der Transkriptomsequenzierung werden zudem DNA-Capture-Sequenzierungen und DNA-Amplicon-Sequenzierungen durchgeführt. Die vorhandene Infrastruktur erlaubt, über die erwähnten Techniken hinaus, ein extrem breites Spektrum möglicher Anwendungen und Studiengrößen.

RIBOLUTION

Das Projekt »RIBOLUTION – Integrierte Plattform für die Identifizierung und Validierung innovativer RNA-basierter Biomarker für die Personalisierte Medizin« ist ein von der Fraunhofer-Zukunftsstiftung geförderter Forschungsverbund.

Durch umfassendes, genomweites Screening werden für ausgewählte Krankheiten neue RNA-Biomarker identifiziert und ihre diagnostische Anwendbarkeit validiert. Dabei erfasst RIBOLUTION auch sogenannte nichtkodierende RNAs, die jüngst als ein großes Reservoir von potenziell für die Medizin wertvollen Biomarkern entdeckt wurden.

Gesucht werden solche Biomarker, die als diagnostische Indikatoren eine Erkrankung anzeigen oder ihren Verlauf oder das Ansprechen auf Therapien prognostizieren können. Zusätzlich wird der Prozess des Biomarker-Screenings durch RIBOLUTION mit Hilfe technischer Innovationen optimiert und perfektioniert.

RNA-Biomarker

  • Illumina Sequenzierplattform Hiseq 2500 (Ultra-High-Throughput Sequencing System)
  • Illumina Sequenzierplattform Miseq
  • Microlab STARlet (Hamilton, zur automatisierten Probenvorbereitung für die Sequenzierung)
  • Qiacube (halbautomatisierte Nukleinsäureextraktion und -aufreinigung)
  • Microarrayscanner (Agilent, Affymetrix)
  • Perkin Elmer Labchip GX (Qualitätsbestimmung von Nukleinsäuren, integrierbar in Automatisierung)
  • Perkin Elmer Labchip DS (Quantifizierung von Nukleinsäuren, integrierbar in Automatisierung)
  • Agilent Bioanalyzer (Qualitätsbestimmung von Nukleinsäuren und Proteinen)
  • Nanodrop (Quantifizierung von Nukleinsäuren)
  • Qubit 2.0 (sehr sensitive fluorometrische Quantifizierung spezifischer Nukleinsäuren)
  • Covaris M220 Focused-Ultrasonicator™ (Fragmentierung von Nukleinsäuren, Paraffinentfernung aus FFPE-Proben)

  • Hoffmann S, Otto C, Doose G, Tanzer A, Langenberger D, Christ S, Kunz M, Holdt LM, Teupser D, Hackermüller J, Stadler PF. A multi-split mapping algorithm for circular RNA, splicing, trans-splicing and fusion detection. Genome Biology. 2014 Feb 10;15(2):R34. DOI dx.doi.org/10.1186/gb-2014-15-2-r34.