Biomarkervalidierung

Biomarkervalidierung, PopSpot auf Membran
© Fraunhofer IZI-BB
PopSpot auf Membran

Das Aufgabengebiet umfasst die Entwicklung spezifischer Assays zur Validierung von Biomarkern sowie die Entwicklung und Adaption von Assays auf unterschiedlichste Plattformen wie z. B. Mikroarrays, ELISA, Lateral-Flow Systeme sowie Beads-basierte Assays im Bereich Life Science, Umwelt- und Nahrungsmittelanalytik. Dazu zählt die Bestimmung von physiko-chemische Parameter wie kinetische Konstanten (KD) mit markierungsfreien Detektionsmethoden (z.B. Biacore, bScreen, Nanotemper), die Charakterisierung von Interaktionen z.B. Antikörper – Antigen Interaktionen und das Erfassen von Parametern, die für eine Assayentwicklung wichtig sind wie die Beschaffenheit bzw. Modifikation von Oberflächen (z. B. Kontaktwinkelmessungen und Ellipsometrie). Die vorhandenen Methoden und Techniken werden kontinuierlich für (kunden-)spezifische Anwendungen weiterentwickelt. Basierend auf dem existierenden Wissen, können spezifische Schulungen und Weiterbildungen für externe Partner angeboten werden. Zu den Methoden und Techniken die eingesetzt werden, gehören Proteomics Techniken wie Beads-basierte Methoden (Luminex) und Microarray aber auch Genomics Techniken wie 2nd Generation Sequencing und verschiedene Nukleinsäureamplifikations- und quantifizierungsmethoden.

Anwendungen sind u.a. systembiologische Projekte zur Validierung von potentiellen Biomarkern, die kinetische Analyse und Charakterisierung von Antikörpern, die Quantifizierung von spezifischen Markern in Serumproben wie Zytokine und miRNAs, sowie die Entwicklung von Point-of-Need Anwendungen z. B. Bestimmung der mikrobiellen Belastungen in Umweltproben.

  • Herstellung (Spotten) kundenspezifischer DNA-, Peptid- und Protein-Mikroarrays
  • Spotten auf unterschiedlichen Materialien, z.B. Glas, Plastik, Membranen, Mikrotiterplatten, Leiterbahnen etc.
  • Benchmarking diverser Kontakt- und Nicht-Kontakt-Spotter zur Auswahl des optimalen Systems (Referenzlabor für Liquiddispensiersystemen)
  • Durchführung von kundenspezifischen Mikroarray-Experimenten, Auswertung und Dokumentation
  • Optimierung der Experimente durch thermodynamische und kinetische Messungen
  • Adaption von bestehenden Assayformate auf andere Methoden wie Mikroarrays, Lateral-Flow Test aber auch ELISA
  • Entwicklung und Etablierung von Assays für ELISA und Microarrays
  • Kolorimetrische, Fluoreszenz und elektrochemische Nachweissysteme
  • Serumscreening zur Identifizierung von krankheitsassoziierten Antikörperprofilen
  • Nachweis und Validierung von (potentiellen) Biomarkern in Körperflüssigkeiten
  • Epitopmapping von Antikörpern
  • Bead-basierte Assays (Luminex Plattform)
  • Sequencing einschließlich Probenvorbereitung und Datenauswertung und -interpretation

  • ELISA
  • Lateral-Flow Assay
  • Markierungsfreie Assays: Biacore, bScreen, Nanotemper
  • Liquid handling und Dispernsiersysteme
  • Diverse Mikroarrays (Herstellen, Assayentwicklung und Auswertung)
  • Verschiedenste Nachweismethoden (z.B. Optisch, Fluoreszenz, kalorimetrisch)

  • Bio-Plex® 3D Suspension Array System
  • Non-contact liquid handling systems like I2-400
  • bScreen
  • Kontaktwinkelmessungen, Ellipsometrie
  • Nanotemper
  • MTP Reader

  • Blazquez-Navarro, A., Bauer, C., Wittenbrink, N., Wolk, K., Sabat, R., Dang-Heine, C., Neumann, S., Roch, T., Wehler, P., Blazquez-Navarro, R., Olek, S., Thomusch, O., Seitz, H., Reinke, P., Hugo, C., Sawitzki, B., Babel, N., & Or-Guil, M. (2022). Early prediction of renal graft function: Analysis of a multi-center, multi-level data set. Current Research in Translational Medicine, 70(3), 103334. https://doi.org/10.1016/j.retram.2022.103334
  • Pellegrino, A., Mükusch, S., Seitz, V., Stein, C., Herberg, F. W., & Seitz, H. (2022). Transient Receptor Potential Vanilloid 1 Signaling Is Independent on Protein Kinase A Phosphorylation of Ankyrin-Rich Membrane Spanning Protein. Medical Sciences (Basel, Switzerland), 10(4). https://doi.org/10.3390/medsci10040063
  • Blazquez-Navarro, A., Bauer, C., Wittenbrink, N., Wolk, K., Sabat, R., Dang-Heine, C., Neumann, S., Roch, T., Wehler, P., Blazquez-Navarro, R., Olek, S., Thomusch, O., Seitz, H., Reinke, P., Hugo, C., Sawitzki, B., Babel, N., & Or-Guil, M. (2021). Early prediction of renal graft function: Analysis of a multi-centre, multi-level data set (Vol. 20). https://doi.org/10.1101/2021.01.04.20248473
  • Blazquez-Navarro, A., Dang-Heine, C., Wehler, P., Roch, T., Bauer, C., Neumann, S., Blazquez-Navarro, R., Kurchenko, A., Wolk, K., Sabat, R., Westhoff, T. H., Olek, S., Thomusch, O., Seitz, H., Reinke, P., Hugo, C., Sawitzki, B., Or-Guil, M., & Babel, N. (2021). Risk factors for Epstein-Barr virus reactivation after renal transplantation: Results of a large, multi-centre study. Transplant International : Official Journal of the European Society for Organ Transplantation, 34(9), 1680–1688. https://doi.org/10.1111/tri.13982
  • Morschheuser, L., Mükusch, S., Riedner, M., Seitz, H., & Rohn, S. (2016). High-performance thin-layer chromatography as a fast screening tool for phosphorylated peptides. Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences, 1008, 198–205. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2015.11.055
  • Schumacher, S., & Seitz, H. (2016). A novel immunoassay for quantitative drug abuse screening in serum. Journal of Immunological Methods, 436, 34–40. https://doi.org/10.1016/j.jim.2016.06.004
  • Schumacher, S., & Seitz, H. (2016). Quality control of antibodies for assay development. New Biotechnology, 33(5 Pt A), 544–550. https://doi.org/10.1016/j.nbt.2016.02.001
  • Hahn, M. B., Solomun, T., Wellhausen, R., Hermann, S., Seitz, H., Meyer, S., Kunte, H.-J., Zeman, J., Uhlig, F., Smiatek, J., & Sturm, H. (2015). Influence of the Compatible Solute Ectoine on the Local Water Structure: Implications for the Binding of the Protein G5P to DNA. The Journal of Physical Chemistry. B, 119(49), 15212–15220. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b09506
  • Schumacher, S., & Seitz, H. (2015). Multiplex approach for an immunological detection of drug abuse: a validation study. Toxichem. Krimtech82, 151-154.
  • Seitz, H., & Schumacher, S. (2015). Biomarker Validation. Wiley. https://doi.org/10.1002/9783527680658
  • Schumacher, S., Muekusch, S., & Seitz, H. (2015). Up-to-Date Applications of Microarrays and Their Way to Commercialization. Microarrays (Basel, Switzerland), 4(2), 196–213. https://doi.org/10.3390/microarrays4020196