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Diagnoseverfahren: Lungenkrebs in einem Atemzug nachweisbar

Ein auf Nanopartikeln basierender, tragbarer Sensor stellt anhand der ausgeatmeten Luft fest, ob eine Person an Lungenkrebs erkrankt ist. Das von Wissenschaftlern um Hossam Haick vom Technion – Israel Institute of Technology in Haifa entwickelte Gerät könnte eine kostengünstige Alternative zu anderen Krebsdiagnoseverfahren bieten.

Die Forscher untersuchten zunächst den Atem von 56 gesunden und 40 an Lungenkrebs erkrankten Personen, um darin flüchtige organische Verbindungen (VOC) aufzuspüren. Insgesamt identifizierten sie 42 VOCs, die sich als charakteristisch für Lungenkrebs erwiesen und somit als Biomarker eignen. Daraufhin präparierten sie fünf Nanometer große Goldpartikel mit verschiedenen organischen Gruppen, die auf die so bestimmten Markermoleküle reagieren.

Haick und seine Kollegen integrierten die Nanopartikel in Sensorfelder und testeten diese daraufhin an den erkrankten Probanden beziehungsweise der Kontrollgruppe. Beide Probentypen zeigten bei der Analyse deutlich unterscheidbare Muster. Zudem simulierten sie die Atemluft von gesunden und kranken Personen mittels künstlicher VOC-Mischungen. Die Ergebnisse der Simulation stimmten gut mit den Experimenten an Patienten überein.

Es war bereits bekannt, dass sich aus bestimmten flüchtigen organischen Verbindungen in der ausgeatmeten Luft auf den medizinischen Zustand eines Patienten schließen lässt. So steigen einige Molekül-Level bis auf den fünffachen Wert an. Die bis jetzt verfügbaren Methoden, wie beispielsweise Gaschromatografie oder Massenspektrometrie, seien teuer und vergleichsweise langsam, schreiben Haick und sein Team.

Ferner müssten die gesuchten Biomarker vor jeder Untersuchung in der Lunge des Patienten angereichert werden, um sie und damit eine eventuelle Erkrankung überhaupt nachweisen zu können. Das neue Verfahren kommt ohne diese Vorbehandlung aus und ist im Gegensatz zu anderen in der Lage, auch Atemproben mit hoher Luftfeuchtigkeit zu analysieren.

28 Prozent aller Krebs bedingten Tode werden durch Lungenkrebs verursacht. Weltweit sterben rund 1,3 Millionen Menschen jedes Jahr an dieser Krankheit. (mp)

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  • Quellen
Peng, G. et al.: Diagnosing lung cancer in exhaled breath using gold nanoparticles. In: Nature Nanotechnology 10.1038/nnano.2009.235, 2009.

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