Ein neuer Atemtest zur Früherkennung von Lungenkrebs
Inhalierbare Nanopartikel als Biomarker
Die neue Methode basiert auf inhalierbaren Nanopartikeln, die spezielle DNA-"Barcodes" enthalten. Diese Barcodes interagieren mit bestimmten Enzymen, sogenannten Proteasen, die in Tumoren überaktiv sind. Wenn diese Proteasen in den Lungen des Patienten vorhanden sind, schneiden sie ein Stück des DNA-Barcodes ab, das dann im Urin nachgewiesen wird. Ein einfacher Teststreifen kann diese losen Barcodes erkennen und somit eine positive Diagnose für Lungenkrebs liefern.
Mausmodelle und Biomarker-Entwicklung
Die Forscher testeten die Technik an Mäusen, die genetisch so verändert wurden, dass sie Lungenkrebs entwickelten. Etwa 7,5 Wochen nach Beginn der Tumorbildung, was in etwa einem Stadium 1 oder 2 Krebs bei Menschen entspricht, wurde der diagnostische Test durchgeführt. Ursprünglich suchte das Team nach 20 verschiedenen Biomarkern, reduzierte aber durch den Einsatz von Algorithmen die Anzahl auf nur vier. Diese überschaubare Kombination wird nun von den Teststreifen gesucht.
Verbesserte Diagnosemethode
Die Wissenschaftler haben in den letzten Jahren Urintests für Krebs entwickelt, die auf diesem Mechanismus basieren. Die verbesserte Version des Tests weist jedoch entscheidende Verbesserungen auf. Zum einen war es in vorherigen Versionen notwendig, die Nanopartikel in den Blutkreislauf zu spritzen, während die inhalierbare Version weniger invasiv ist und einfacher gelagert und weltweit verabreicht werden kann.
Ein weiterer Hauptvorteil liegt am anderen Ende des Prozesses. Frühere Tests erforderten die Verwendung von Massenspektrometrie, um die DNA-Barcodes in den Urinproben zu identifizieren. Diesmal entwickelten die Forscher einen Lateral-Flow-Assay, um die Biomarker zu erkennen - dieselbe grundlegende Technologie, die bei kostengünstigen, gängigen Schwangerschafts- oder COVID-19-Tests zum Einsatz kommt.
Ausblick und klinische Studien
Die Forscher planen nun, die Sensoreinheiten mit menschlichen Biopsieproben zu testen, um zu überprüfen, wie gut sie menschliche Krebserkrankungen erkennen können, bevor schließlich klinische Studien durchgeführt werden. Das langfristige Ziel ist es, diesen Test als einfach durchzuführendes und kostengünstiges Verfahren weltweit verfügbar zu machen. Wenn dies gelingt, könnte die Früherkennung von Lungenkrebs revolutioniert und somit die Heilungschancen für Patienten mit frühzeitiger Erkennung erheblich verbessert werden.
Quelle:
Qian Zhong et al., Inhalable point-of-care urinary diagnostic platform. Sci. Adv.10, eadj9591(2024). DOI:10.1126/sciadv.adj9591