01.03.2019

China: Mäuse können nach Nanopartikel-Injektion Infrarot sehen

Die Forschungsleistung dahinter ist komplex - der tatsächliche Vorgang ist dann relativ simpel. Forscher einer chinesischen Universität haben eine Nanopartikel-Lösung entwickelt, die nur in die Netzhaut einer Maus injiziert werden muss, damit diese Infrarot sehen kann. Der Zweck der Sache geht aber weiter.
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Labormäuse sehen Infrarot
(c) fotolia.com - Holger

Der Mensch kann Licht bekanntermaßen nur in einem bestimmten Wellenlängenbereich sehen (ca. zwischen 430 und 770 Nanometern). Die genaue Wellenlänge entscheidet dabei darüber, welche Farbe wahrgenommen wird. Die kürzeste Wellenlänge hat dabei die Farbe Rot (ganz oben im Regenbogen), die längste Violett (ganz unten). Entsprechend wird die Strahlung im gerade nicht mehr sichtbaren Bereich als Infrarot (kürzere Wellenlängen) bzw. Ultraviolett (längere) bezeichnet. Soviel zur Physik.

Für die Wahrnehmung des Lichts beim Menschen (und bei Tieren) sind verschiedene Rezeptortypen in der Netzhaut verantwortlich, die jeweils für bestimmte Bereiche des Lichtspektrums empfindlich sind. Bei Menschen mit Farbenfehlsichtigkeit (Farbenblindheit) fehlen die Rezeptoren für bestimmte Wellenlängen. Soviel zur Biologie.

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Farbenfehlsichtigkeit: Therapie mit Umweg über Infrarot sehende Mäuse

Wissenschaftler einer chinesischen Universität sind nun einer möglichen Therapie für die Farbenfehlsichtigkeit auf der Spur, wie sie in einem im Wissenschaftsmagazin „Cell“ veröffentlichten Paper beschreiben. Sie begaben sich in der Forschung aber auf einen Umweg. Denn statt direkt an der Farbenblindheit anzusetzen, beschäftigten sie sich mit dem nicht sichtbaren infraroten Licht.

Nanoantennen umhüllen Zellen

Dazu entwickelten sie sogenannte „Nanoantennen“. In Form einer Lösung wurden die Nanopartikel in die Netzhäute von Versuchsmäusen injiziert. Diese waren nachher dazu in der Lage, infrarotes Licht zu sehen. Konkret umhüllen die injizierten Infrarot-Strahlung absorbierenden Moleküle Rezeptorzellen, die üblicherweise grünes Licht wahrnehmen, wodurch diese adaptiert werden. Die Mäuse hätten nach der Injektion augenblicklich Infrarot sehen können, berichten die Wissenschaftler.

Ob sich für Menschen auch ein Usecase daraus ergibt, Infrarot sehen zu können, sei an dieser Stelle dahingestellt. Neben einer Behandlung der Farbenfehlsichtigkeit könnten sich allerdings weitere Möglichkeiten in der Behandlung von Augenerkrankungen ergeben, sagen die Wissenschaftler.

⇒ Zum Paper

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Wholomics: Rieder Startup entwickelt neue Methode zur Krebsfrüherkennung

Wholomics hat sich zum Ziel gesetzt, diverse Krebsarten bereits im Stadium eins zu erkennen. Eine Validierungsstudie gibt Hoffnung, aktuell befindet sich das Startup in der zweiten Finanzierungsrunde.
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(v.l.) Wholomics-Geschäftsführer Patrick Strasser und Maximilian Schneider | © Wholomics GmbH

Es ist wohl eine der schockierendsten Nachrichten, die man erhalten kann: Diagnose Krebs. Dabei werden verschiedenste Krebsarten oftmals erst in späten Stadien erkannt, was die Überlebenschance stark verringert. Das soll sich bald ändern. Die beiden Wholomics-Gründer Patrick Strasser und Maximilian Schneider entwickelten einen Test, der mit hoher Genauigkeit verschiedene Krebserkrankungen bereits im Stadium eins feststellen können soll.

“Heutzutage zählt es als Durchbruch, wenn ein Medikament für Krebspatienten im Stadium vier eine sechs Monate längere Überlebensdauer erzielt. Allerdings hätte man einen viel größeren Impact, wenn man Krebs einfach früher erkennen könnte”, erklärt Wholomics-CEO Strasser im brutkasten-Interview. Denn bei den meisten Krebsarten, die man bereits im Stadium eins erkennt, hätten die Patienten eine “5-Jahres-Überlebensrate von über 90 %”. Im Stadium drei bzw. vier falle die Überlebenschance rapide ab. 

Daher entwickelten Strasser und Wholomics-CTO Schneider einen Test, der darauf ausgelegt ist, mehrere Krebsarten bereits in frühen Stadien aus einer einzigen Blutprobe zu erkennen. Der Test analysiert diverse Veränderungen im Blutserum, also der Flüssigkeit im Blut, die mit einer frühen Tumorentwicklung in Zusammenhang stehen können. Die Ergebnisse einer Validierungsstudie sind vielversprechend, denn der Wholomics-Test erkannte eigenen Angaben zufolge 38 von 40 Krebserkrankungen im Stadium eins, darunter Darm-, Magen- und gynäkologische Tumore. Die Intellectual Property der Methode liegt bei Wholomics. Eine erste Version des Tests, der Wholomics Multi-Cancer Check, ist bereits über eine Partnerfirma, Novogenia, erhältlich. Strasser und Schneider möchten sich aber darauf konzentrieren, den Test in der breiten Bevölkerungsmasse einsetzen zu können.

Vom Forscher zum Unternehmer

Die beiden Wholomics-Gründer kennen einander seit ihrem Studium an der TU München und fassten gerade wissenschaftliche Publikationen zusammen, als ihnen die Idee für einen neuen Test zur Krebsfrüherkennung kam. Die Umstellung vom Forscher zum Unternehmer beschreibt der Biochemiker Strasser als “leicht”. Dennoch stellt ihn das Unternehmertum vor einige Herausforderungen. “Als Startup-Founder lernt man im Endeffekt nie aus. Das heißt, jeden Tag, jede Woche gibt es neue Dinge, die man sich selbst beibringen oder die man lernen muss“, erklärt Strasser und ergänzt: “Ein Founder hat mir mal gesagt, die wissenschaftliche Grundlage ist sozusagen das A und O deines Unternehmens. Aber 80 Prozent werden dann im Endeffekt auf der Business-Seite durchgesetzt.”

Wholomics wurde bisher mit dem aws First Incubator und der Forschungsprämie unterstützt. Aktuell befindet sich das Unternehmen in der zweiten Finanzierungsrunde und ist noch auf der Suche nach Investoren. Strasser und Schneider wollen die Runde im letzten Quartal dieses Jahres schließen. “Wir suchen nicht nur nach Geldgebern, sondern eben auch nach strategischen Partnern, die z. B. im Bereich Diagnostik Erfahrung haben”, sagt Strasser. Mit der Entwicklung ihres Startups zeigt sich der Biochemiker zufrieden, auch wenn der Standort Österreich seine Schwierigkeiten mit sich bringe. Die Regulierungen in der EU erschweren laut dem Krebsforscher jedem Diagnostik-Startup den Start.      

Das Ziel sind 2027 die USA, aber ohne FDA-Approval

Zudem brauche es in der EU hohe Investments, um ein medizinisches Produkt auf den Markt zu bringen. “Da muss man dann abwägen, wie die tatsächliche Marktzugangslage ist. Und die ist in Österreich oder im DACH-Raum generell etwas schwieriger”, erklärt Strasser, der mit Schneider den Großteil von Wholomics besitzt. Der Blick der beiden Österreicher richtet sich daher über den großen Teich. Sie arbeiten aktuell in den USA an der Eröffnung eines sogenannten CLIA-Labors. Dadurch soll der Test zur Krebsfrüherkennung als “Lab Developed Test” in den Vereinigten Staaten 2027 auf den Markt gebracht werden können. Er werde somit firmenintern validiert und könne anschließend an Privatpersonen weiterverkauft werden. Ein FDA-Approval sei dann nicht mehr nötig.

Wholomics als die nächste Generation der Krebsfrüherkennungstests

“Im Endeffekt wollen wir quasi die nächste Generation von Multi-Cancer Early Detection Tests auf den Markt bringen. Der größte Unterschied zwischen uns und anderen Anbietern ist, dass wir einfach sehr hohe Frühstadien-Erkennungsraten haben”, sagt Strasser. Langfristig will sich Wholomics am Markt als “First Line Diagnostic” platzieren, also als eine erste Reihe an Untersuchungen, die bei Krebsverdacht durchgeführt werden. Diese Tests sollen dann von Versicherern rückerstattet werden. Als potentielle Kunden beschreibt Strasser in den USA zu Beginn unter anderem Ärzte, später auch Krankenkassen, wobei man den Test immer unter ärztlicher Begleitung durchführen muss.

In Zukunft kann es mehrere unterschiedliche Use-Cases für Wholomics geben, wie z. B. einen Stratifizierungstest. Durch diese Tests werden Personen in klare Gruppen eingeteilt. Dadurch kann in der Medizin einer Person die passende Behandlung verschrieben werden. “Im Endeffekt laufen alle diese Use-Cases darauf hinaus, dass eine Blutprobe analysiert wird und wir das molekulare Profil nach Krebs-Signaturen untersuchen”, sagt Strasser.

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