Stresshormon-Messung künftig per Handy

Gesundheitsvorsorge wird dank der Innovation von US-Forscherteam entscheidend verbessert

Yehs Labor, in dem künstliche Proteine entwickelt werden (Bild: UC Santa Cruz/Dall-E, KI-gen.)

Santa Cruz (pte004/05.08.2025/06:15)

Mit Hilfe eines neuartigen Biosensors, einer App und der Smartphone-Kamera kann künftig jeder auf die Schnelle den Cortisolspiegel feststellen. Die dazu nötige Technik haben Forscher der University of California Santa Cruz (UCSC) entwickelt. Wenn der Cortisonspiegel aus dem Ruder läuft, kann es zu massiven gesundheitlichen Problemen kommen. Bislang konnte der Wert nur im Labor bestimmt werden. Die Forschungsergebnisse sind kürzlich im "Journal of the American Chemical Society" erschienen.

Lumineszenz zeigt Werte an

Andy Yeh UCSC hat einen künstlichen, lumineszierenden Sensor entwickelt, der sich mit Cortisol im Blut oder Urin verbindet und dann Licht emittiert, dessen Intensität den Spiegel des Stresshormons im Körper anzeigt. Die Auswertung übernimmt eine App fürs Smartphone, die lediglich ein Foto der Lumineszenz benötigt, um die Cortisol-Konzentration mit höherer Genauigkeit bestimmen zu können, als es bisher mit Labormitteln möglich war.

Yeh ist Experte für künstliches Proteindesign, einer Technik, bei der mit Hilfe KI-gesteuerter Berechnungen Proteine von Grund auf neu entwickelt werden. Das unterscheidet sich von herkömmlichen Ansätzen, bei denen in der Natur vorkommende Proteine modifiziert werden.

Synthetische Proteine liefern Daten

Um ein neues System zur Erkennung von Cortisol zu entwickeln, entwarf Yeh einen proteinbasierten Biosensor, bei dem das Hormon zwei von ihm entwickelte Proteine dazu veranlasst, sich auf molekularer Ebene anzunähern. Dieser Prozess führt zu einer Lichtemission, wobei mehr Licht einen höheren Cortisolspiegel anzeigt.

Das neue Diagnose-Tool sol in einem "Mix-and-Read"-Format angeboten werden, ähnlich dem Verfahren, das bei COVID-19-Schnelltests mit Nasenabstrichen verwendet wird. Für den Test ist nur ein Tropfen Blut oder Urin erforderlich, der mit einer Lösung gemischt wird, die den Biosensor enthält. Anschließend können eine Handy-Kamera und eine App das emittierte Licht in eine direkte Messung des Cortisolspiegels umwandeln.

Folgen von Stress leicht zu erkennen

Die hohe Empfindlichkeit des Verfahrens ist eine enorme Verbesserung gegenüber bisherigen Tests, die außerhalb des normalen Cortisolbereichs in der Regel keine ausreichenden quantitativen Ergebnisse liefern. Die Lösung von Yeh deckt einen größeren dynamischen Bereich ab und liefert quantitative Ergebnisse für gesunde, zu niedrige und erhöhte Cortisolwerte. Cortisol wird oft als Stresshormon bezeichnet, da es in stressigen Situationen vermehrt ausgeschüttet wird. Es spielt außerdem eine wichtige Rolle für den Stoffwechsel, das Immunsystem und den Schlaf-Wach-Rhythmus.

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