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pte20110329022 Forschung/Technologie, Medizin/Wellness

Scanner findet Krebszellen und Viren im Blut

Kohlenstoff-Nanoröhrchen erlauben effiziente Diagnostik


Nanoröhrchen unter dem Mikroskop: Falle für krnake Zellen (Foto: Brian Wardle)
Nanoröhrchen unter dem Mikroskop: Falle für krnake Zellen (Foto: Brian Wardle)

Cambridge (pte022/29.03.2011/12:00) - US-Forscher haben ein Gerät entwickelt, das den Nachweis von metastasierendem Krebs erleichtert. Das Mikrofluidik-System setzt auf einen Wald aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, um in winzigen Blutproben einzelne Krebszellen zu finden. Der potenzielle Nutzen ist gewaltig. "Von allen Krebstodesfällen sind 90 Prozent nicht durch den primären Tumor bedingt", erklärt Brian Wadle, Professor für Luft- und Raumfahrttechnik am Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu .

Der Nanorörchen-Ansatz ist eine Weiterentwicklung eines Geräts von Mehmet Toner, Professor für Biomedizintechnik an der Universität Harvard http://www.harvard.edu . Den Wissenschaftlern zufolge ist die Methode auch zum Nachweis von Bakterien oder Viren wie beispielsweise HIV geeignet. Das könnte den Weg für kostengünstige Schnelltest in Entwicklungsländern ebnen.

Lichter Wald

Toners ursprüngliche Entwicklung ist vier Jahre alt. Sie setzt darauf, dass im Blut wandernde Krebszellen beim Durchströmen des Mikrofluidik-Systems an winzigen Silizium-Pfählen hängen bleiben. Doch hat sich gezeigt, dass die kranken Zellen dieser Falle oft gänzlich entgehen. Daher hat der Biomedizintechniker den Materialexperten Wardle zu Rate gezogen, um das System mit einem neuen Materialansatz effizienter zu machen. Gemeinsam haben sie auf einen dichten, aber dennoch lichten Wald aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen gesetzt.

Auf einen Quadratzentimeter passen zwar bis zu 100 Mrd. Nanoröhrchen, die Gesamtstruktur besteht aber dennoch zu 99 Prozent aus Luft dazwischen. Genau das macht den Detektor so effizient. Das Blut kann leichter hindurch fließen als bei den vergleichsweise massiven Silizium-Strukturen des Originals. Zudem bietet die Kohlenstoff-Nanoröhrchen eine gewaltige Oberfläche. Dadurch steigt die Chance, dass einzelne Krebszellen tatsächlich hängen bleiben und somit deren Nachweis gelingt. Der neue Detektor ist somit achtmal effizienter als Toners ursprüngliches Gerät, so die Forscher.

Diagnostik-Potenzial

Die Forscher gehen davon aus, dass ihr Gerät großes Potenzial für die medizinische Diagnostik hat. Denn es ermöglicht den Nachweis von Krebszellen ohne große, teure Laborausrüstung. Zudem reicht praktisch ein Blutstropfen als Probe. Daher will Toner die Lösung in einen kostengünstigen Schnelltest weiterentwickeln, den Ärzte in Entwicklungsländern vor Ort nutzen können.

Dabei geht es nicht nur um Krebs, sondern auch die Diagnose von Krankheiten. Denn das Team hat bereits gezeigt, dass der Nanoröhren-Ansatz auch Bakterien und Viren nachweisen kann. Das Team arbeitet jetzt an einem Gerät, das speziell auf die HIV-Diagonose zugeschnitten ist. Ein effizienter, günstiger AIDS-Test für Entwicklungsländer wäre sehr wertvoll. Immerhin betreffen nach Angaben der World Health Organization http://who.int zwei Drittel aller HIV-Infektionen Schwarzafrika.

(Ende)
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