Wissenschaftler haben erstmals einen Nanosensor entwickelt, der Hinweise auf Krebs im Blut innerhalb weniger Minuten erkennen kann. Das neue Verfahren kann sogenannte Biomarker für Krebs ? Moleküle, die nur bei Anwesenheit eines Tumors ins Blut abgegeben werden ? selbst bei sehr geringer Konzentration erkennen, berichten die Forscher. Zugleich sind die Nanogeräte sehr viel schneller als herkömmliche Analysemethoden, die oft mehrere Tage in Anspruch nehmen. Sie könnten daher in Zukunft für einen Krebs-Schnelltest eingesetzt werden, der direkt in der Arztpraxis durchgeführt wird.
Zwar wurden schon in den vergangenen zehn Jahren verschiedene Arten von Nanosensoren entwickelt. Allerdings war es bisher schwierig, diese zur Analyse des vollständigen, unbehandelten Bluts zu verwenden. ?Dieses enthält viele Teilchen wie Proteine und Ionen, die die Entdeckung von Krebsmarkern erschweren?, erläutert Reed. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, entwickelten Reed und sein Team ein Nanogerät, das wie ein Filter arbeitet: Er fängt die Biomarker für Krebs ein und bindet sie an einen Mikrochip, während die übrigen Bestandteile des Bluts weggeschwemmt werden. Im zweiten Schritt können die nun hoch konzentrierten Biomarker ? in diesem Fall die Antigene für Prostata- oder Brustkrebs ? von einem Nanodetektor registriert werden.
Auf diese Weise konnten die Biowissenschaftler bereits extrem niedrige Mengen eines Biomarkers mit hoher Genauigkeit aufspüren: Selbst Konzentrationen von wenigen Pikogramm ? also einem Billionstel Gramm ? pro Milliliter waren mit der neuen Methode nachweisbar. ?Das ist etwa so, als wenn man ein einziges Salzkorn in einem großen Schwimmbad entdecken könnte?, sagt Reed.
Bisherige Methoden können Biomarker für Krebs im Blut dagegen nur erkennen, wenn diese in ausreichend hoher Konzentration vorliegen. Zudem erfordern sie einen hohen Analyseaufwand, da das Blut zunächst zentrifugiert und anschließend stundenlangen chemischen Analysen unterzogen werden muss, um es in seine Bestandteile zu zerlegen. ?Mit Hilfe der neuen Nanodetektoren könnte man dagegen tragbare Geräte entwickeln, mit denen der Arzt die Analyse innerhalb weniger Minuten in seiner Praxis durchführen kann?, sagt Tarek Fahmy, der als Biomediziner an der Studie mitgearbeitet hat. Zugleich könnte man die Nanogeräte auch nutzen, um eine Reihe unterschiedlicher Biomarker gleichzeitig zu erfassen ? zum Beispiel für Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Dazu besitzen die neuen Sensoren noch einen weiteren Vorteil: Sie könnten relativ kostengünstig hergestellt werden.
Mark Reed (Yale-Universität, New Haven) et al.: Nature Nanotechnology, doi: 10.1038/NNANO.2009.353 ddp/wissenschaft.de ? Christine Amrhein
