Sensor weist Autismus anhand von Oxytocin nach

Polymerschichten erkennen bereits geringste Mengen bei Säuglingen

Säugling im Bett: Sensor erkennt Oxytocin (Foto: IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski)

Warschau (pte001/20.11.2017/06:00) Forscher des Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences http://ichf.edu.pl haben einen Sensor entwickelt, der Autismus bereits kurz nach der Geburt feststellt. Die Hauptkomponente ist eine Polymerschicht mit einem sorgfältig durchdachten Aufbau. Sie erkennt Oxytocin-Moleküle, eine Verbindung, die als einer der Biomarker für Autismus angesehen wird.

Liebeshormon als Indiz

Moleküle zahlreicher chemischer Verbindungen zirkulieren im Blut. Eine davon ist Oxytocin, besser bekannt als das Liebeshormon. Deutliche Veränderungen seiner Konzentration im Blut weisen darauf hin, dass der Patient möglicherweise über eine Prädisposition für Autismus verfügt. In Zukunft wird es mittels eines neuen chemischen Sensors, der selektiv sogar geringe Mengen Oxytocin erkennt, möglich sein, diese Veränderungen festzustellen. Eine Beschreibung der Arbeit an diesem Gerät wurde jetzt in "Biosensors and Bioelectronics" veröffentlicht.

Durchbrüche in der Forschung können zur qualitativen Verbesserung der Gesundheit ganzer Völker führen. Im 20. Jahrhundert wurde das durch die Entdeckung der Antibiotika oder die Ausbreitung von Impfungen ermöglicht. In naher Zukunft könnte laut den Experten eine ähnliche Revolution durch neue diagnostische Geräte stattfinden, die sensibel, genau, rasch und sehr billig sind. Jederzeit von jedem einsetzbar, könnten sie Krankheiten bereits in einem sehr frühen Stadium erkennen und so die Wirksamkeit einer Behandlung erhöhen.

Polymerschichten übernehmen diese Aufgabe bei den neu entwickelten Geräten. Laut Wlodzimierz Kutner ist der Hauptgedanke einfach: "Für jede Verbindung, die erkannt werden soll, versuchen wir, eine Polymerschicht mit Hohlräumen herzustellen - molekularen Leerstellen, die in Form sowie in physikalischen und chemischen Eigenschaften den Molekülen entsprechen, die erkannt werden sollen." Das Verfahren zur Anbringung der Form und der Eigenschaften der ausgewählten Verbindung in die Polymermatrix wird als molekulares Prägen bezeichnet.

Verfahren wird verfeinert

Kutners Team hat bereits Polymerschichten entwickelt, die selektiv sogar auf geringe Konzentrationen von Chemikalien wie Melamin, Nikotin, Albumin und Neopterin, einen der Biomarker für Krebs, reagieren. Jetzt ist auch der Nachweis von Oxytocin möglich. Bei Tests konnte der Sensor mikromolare Konzentrationen von Oxytocin nachweisen. Das gelang auch, wenn es von Molekülen mit einer sehr ähnlichen Struktur umgeben ist. Nun arbeiten die Forscher an einer Verbesserung der Sensorempfindlichkeit in den Bereich, der eine Erkennung von nanomolaren Konzentrationen ermöglicht.

Ziel ist es, eine Empfindlichkeit zu erreichen, die es ermöglicht, mit einem Blutstropfen eine ganze Reihe diagnostischer Tests durchzuführen. Die Experimente im Labor haben auch gezeigt, dass die für die Erkennung erforderliche Polymerschicht relativ langlebig ist und ohne Verlust der Sensibilität und Selektivität zahlreiche Messungen durchgeführt werden können. Laut Forschungsleiter Piyush S. Sharma reichen Veränderungen der Konzentration von Oxytocin alleine nicht aus, um eine Prädisposition bei Autismus festzustellen.

Vor der Erstellung einer Diagnose muss die Konzentration von zumindest einigen anderen Biomarkern überprüft werden. "Unser Sensor ist nur der erste Schritt auf dem Weg zu einem ausgereifteren Gerät, das eine derartige Prädisposition diagnostizieren kann. Wir arbeiten schon seit einiger Zeit an Polymerschichten, die auf das Vorhandensein mit Melatonin und Gamma-Aminobuttersäure auf zwei weitere Verbindungen reagieren, die mit Autismus in Zusammenhang gebracht werden."

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