Gesundheit
Neuer Urintest erkennt Krebs frühzeitig
Das neue Diagnoseverfahren, das auf der Analyse von Urinproben beruht, könnte auch dazu dienen, festzustellen, ob ein Tumor Metastasen gebildet hat.
Viele Krebspatienten hätten wahrscheinlich bessere Aussichten, wenn sie oder ihr Arzt die Krankheit früher erkennen würden. Zu diesem Zweck haben Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA einen neuen Nanopartikelsensor entwickelt, der dies möglich machen könnte. Das Beste: Der Test benötigt nur ein einfaches Stück Papier und eine Urinprobe. Wenn die Nanopartikel auf einen Tumor treffen, beginnen sie, kurze DNA-Sequenzen abzusondern, die im Urin ausgeschieden werden. Durch die Analyse der DNA-"Strichcodes" können die Wissenschaftler eindeutige Informationen über den Tumor eines Patienten ermitteln. Der Test ist erschwinglich und einfach durchzuführen, da er wie ein COVID-Test zu Hause mit einem Papierstreifen durchgeführt wird. Die Forscher hoffen, hoffen, dass er für so viele Patienten wie möglich erschwinglich und zugänglich wird. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.
"Wir versuchen, Innovationen für Menschen mit geringen und mittleren Ressourcen zu schaffen. Diese Diagnose auf Papier zu bringen, ist Teil unseres Ziels, die Diagnostik zu demokratisieren und kostengünstige Technologien zu schaffen, die eine schnelle Antwort am Ort der Behandlung geben können", sagt Sangeeta Bhatia, Professorin am MIT, in einer Medienmitteilung.
DNA-Barcode und CRISPR
Das Problem bei diesem Verfahren ist, dass für die Analyse die Massenspektrometrie verwendet wird, die teure Geräte erfordert, die nicht für jeden zugänglich sind. Daher untersuchten Bhatia und sein Team stattdessen den Einsatz der CRISPR-Technologie. Sobald die Sensoren im Urin eines Patienten ausgeschieden sind, kann die Probe mit einem Papierstreifen analysiert werden, der einen DNA-Barcode erkennt, der durch ein CRISPR-Enzym namens Cas12a aktiviert wurde. Wenn ein bestimmter Barcode in der Probe vorhanden ist, hilft Cas12a, ihn auf einem dunklen Streifen sichtbar zu machen.
DNA-Barcoding ist eine Methode zur Artenbestimmung anhand der DNA-Sequenz eines Marker-Gens. Die Abfolge der Basenpaare wird dabei analog wie der Strichcode auf Lebensmittel-Verpackungen als Kennzeichen für eine bestimmte Art verwendet.
Im Mäuseversuch erfolgreich
In Experimenten mit Mäusen waren die Sensoren in der Lage, die Aktivität von fünf verschiedenen Enzymen in Tumoren zu erkennen. Sie fanden auch heraus, dass fünf DNA-Barcodes den Unterschied zwischen Tumoren, die in der Lunge entstanden sind, und Tumoren, die sich im Darm gebildet haben und dann in die Lunge gewandert sind (Metastasen), genau bestimmen können.
Die Studienautoren fügen hinzu, dass der Test nicht nur Krebs erkennen kann, sondern auch messen kann, wie gut der Tumor eines Patienten auf die Behandlung anspricht und ob ein Tumor wieder aufgetreten ist. Das Team will die Partikel nun weiterentwickeln, um sie am Menschen testen zu können.