Forschungsreisen27. September 2026

Ein Chip, der Krebs erkennt

Am AIT forscht Eva Melnik an einem neuen Sensor, der eine Liquid Biopsy günstiger, nachhaltiger und einfacher machen – und damit die Krebstherapie verbessern soll.

Eine Hand, die einen Chip hält, der die Liquid Biopsy vereinfachen soll. — Dieser Chip kann Tumorzellen im Blut erkennen. © Gregor Kuntscher

Krebs ist ein gnadenloser und unberechenbarer Gegner. Tumore treten in den unterschiedlichsten Formen und in allen Bereichen des Körpers auf. Im schlimmsten Fall passen sie sich an die Therapie an und werden dagegen immun. Je mehr man über den Krebs weiß, desto höher ist die Chance, ihn zu besiegen.

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Ein relativ neues Werkzeug dafür ist die so genannte „Liquid Biopsy“. Dabei wird keine Probe des Tumors entnommen – wie es bei der klassischen Biopsie passiert –, stattdessen können die Tumorzellen direkt im Blut nachgewiesen werden. Das könnte vieles vereinfachen, aktuell ist eine Liquid Biopsy aber ein komplizierter Prozess: Das Blut muss rasch verarbeitet und bis dahin bei -80 Grad Celsius gelagert sowie in spezifische Labors gebracht werden. Allein die Materialkosten für eine Liquid Biopsy liegen derzeit bei rund 700 Euro; für einen Patienten können pro Liquid Biopsie Kosten von bis zu 2.500 Euro entstehen – und von den Krankenkassen werden sie nur in Einzelfällen übernommen.

Das Ziel: Eine Liquid Biopsy beim Hausarzt

„Und das ist es, wo wir ansetzen“, sagt Eva Melnik vom AIT Austrian Institute of Technology - Sie leitet das EU-Projekt „SmartSens“ mit dem Ziel, eine solche Liquid Biopsy kostengünstig und nachhaltig zu gestalten. Der gesamte Prozess soll so sehr vereinfacht werden, dass er irgendwann beim Hausarzt durchgeführt werden kann.

Die Wissenschaftlerin Eva Melnik in einem weißen Laborkittel, auf dem AIT steht. I Hintergrund ist ein Labor zu sehen. — Eva Melnik leitet das Projekt Smartsens. © Gregor Kuntscher

Derzeit, sagt Melnik, „wird die Liquid Biopsy vor allem in der Therapie eingesetzt“. Um also festzustellen, welcher Tumor genau vorliegt und welche Behandlung deshalb am erfolgversprechendsten ist. „Im Rahmen einer Brustkrebstherapie wäre es beispielsweise sogar sinnvoll, eine Liquid Biopsy alle zwei Monate durchzuführen, um den Status des Tumors zu kontrollieren“, sagt sie. Der Krebs könnte im Rahmen der Therapie mutieren oder sogar resistent gegen die Behandlung werden – worauf sofort reagiert werden müsste. Gemacht wird das derzeit nicht, eben weil die Möglichkeiten dafür fehlen.

In den AIT-Laboren wird deshalb an Prototypen eines Sensors geforscht, der die Liquid Biopsy massiv vereinfachen soll. Im Labor steht der Physiker Thomas Maier und vor ihm liegt ein Chip: „Was wir hier sehen, ist eine Ausleseeinheit mit 16 Goldelektroden, die unterschiedliche DNA-Stränge messen“, sagt er. Auf den Chip wird eine Blutprobe aufgebracht, mittels Erhitzung wird die doppelsträngige DNA aufgetrennt. Am Ende des Prozesses lagert sich einsträngige DNA an Fängermolekülen an den Elektroden an. Klingt kompliziert, meint aber nur: Die DNA eines bestimmten Tumortyps wird, soweit in der Probe vorhanden, dort angezeigt.

Nachhaltig muss es auch sein

Der Chip erkennt allerdings nicht alle Tumore, sondern nur jene, die mittels der Elektroden abgefragt werden. „Es werden spezifische Brustkrebsmarker angezeigt“, sagt Maier. Brustkrebs ist jene Krebsart, auf die sich das Projekt konzentriert. Aus zwei Gründen: Einerseits ist es neben Lungen- und Prostatakrebs die häufigste Krebsart, andererseits haben Melnik und ihr Team durch eine Kooperation mit der Gynäkologie der Medizinischen Universität Wien Zugang zu Tumorproben für Brustkrebs.

Die Wissenschaftlerin Eva Melnik hält den Sensor in ihren Händen, neben ihr sitzt der Wissenschaftler Thomas Maier. — Derzeit kann der Sensor spezifische Brustkrebsmarker angezeigen. © Gregor Kuntscher

Dass dieser Sensor funktioniert, ist aber nur der erste Schritt, sagt Eva Melnik: „Heutzutage kann man kein Sensor-Projekt mehr machen, ohne sich die Nachhaltigkeitsfrage zu stellen. Wir versuchen Plastik zu vermeiden, Silber zu reduzieren und nachhaltige Beschichtungen zu entwickeln“. Einer der Partner im Projekt, das polnische Lukasiewicz Institute of Technologie, beschäftigt sich hauptsächlich mit dem Material- und Lifecycle-Assessment, um die bestmöglichen, nachhaltigsten Materialien zu wählen und unterschiedliche Herstellungsprozesse in ihrer Energieeffizient zu vergleichen.

Das theoretische Anwendungsgebiet solcher Sensoren ist enorm: Sie könnten für verschiedene Krebsarten genutzt werden und im Idealfall könnten sie nicht nur zur Therapiebegleitung, sondern auch zur Früherkennung eingesetzt werden. Eine Zukunftsvision wäre, dass eine Blutprobe im Rahmen der jährlichen Gesundheitskontrolle auf die häufigsten Tumorarten hin untersucht würde. Bislang ist aber noch nicht fix, ob sich das umsetzen lässt: „Bei vielen Tumorarten weiß man noch nicht, wie hoch die Nachweisgenauigkeit der Liquid Biopsy ist“, sagt Melnik. „Deshalb ist unklar, ob wir irgendwann die Voraussetzungen für eine Früherkennung erfüllen können.“

Der lange Weg zur Zulassung

Am Ende des dreijährigen SmartSens-Projekts soll deshalb fürs Erste ein Prototyp stehen, der für eine bestimmte Brustkrebsart anzeigen kann, ob die Tumor-DNA im Blut zugenommen oder abgenommen hat, und ob sich der Tumor verändert und die Therapie angepasst werden muss. Mit diesem wollen Melnik und ihr Team zu einem Hersteller in der Industrie gehen können, „der es ermöglicht die Sensoren höher skaliert herstellen zu können.“ Also: Die Sensoren massenhaft fertigt. Klingt simpel, bedeutet aber, dass jeder einzelne Baustein des Sensors standardisiert, herstellbar sein muss.

Die Forscher Thomas Maier und Eva Melnik in einem Labor, sie schauen auf einen Bildschirm. — Bis der Sensor den Weg aus dem Labor antreten darf, wird noch viel Zeit vergehen. © Gregor Kuntscher

Der Weg aus dem Labor auf den Markt ist ein langer – und teurer: „Eine klinische Validierung braucht Jahre und viel Geld, das kann eine einzelne Forschungsorganisation nicht stemmen“, sagt Melnik. Und gerade in Europa ist der Weg auch ein bisschen komplizierter, als er sein müsste: „Es ist einerseits für die Produktsicherheit ein Riesenvorteil, dass so eine hohe Anzahl an klinischen Studien vor der Zulassung vorgeschrieben ist, andererseits ist allein das Ausfüllen der Anträge so kompliziert, dass ein wenig mehr Unterstützung für die Antragsteller dringend notwendig wäre.“ Damit Innovationen nicht an der Bürokratie scheitern und die Liquid Biopsy irgendwann bei den Hausärzten ankommt.

Über diese Serie

Unter dem Titel „Forschungsreisen“ präsentieren wir spannende Forschungsprojekte aus ganz Österreich. Der Pragmaticus war bereits zu Gast bei Peter Turchin vom Complexity Hub, der die USA vor einem Bürgerkrieg sieht, hat mit Johannes Fritz den Waldrappen Fliegen gelehrt und sich von Katharina Unger erklären lassen, warum Insekten das Protein der Zukunft sind. Alle Forschungsreisen können Sie hier nachlesen.