Körperflüssigkeiten sagen jetzt Krebs vorher

Krebsdiagnose: Neues Verfahren ist einfach und günstig (Foto: pixabay.de/fernando zhiminaicela)

Changwon (pte003/22.10.2024/06:10) - Forscher des Korea Institute of Materials Science ( https://www.kims.re.kr ) haben ein innovatives Sensormaterial entwickelt, dass die optischen Signale von Krebsmetaboliten in Körperflüssigkeiten verstärkt und sie mittels Künstlicher Intelligenz (KI) für die Diagnose von Krebs einsetzt. Diese Technologie identifiziert laut den Entwicklern rasch und empfindlich Metaboliten und Veränderungen in den Körperflüssigkeiten und stellt daher eine nicht-invasive Möglichkeit für die Diagnose dar. Bei Metaboliten handelt es sich um Zwischenprodukte in einem meist biochemischen Stoffwechselvorgang.

Untersuchung ohne Blutungen

Das Team hat Darmkrebs diagnostiziert, indem eine plasmonische Nadel in ein Loch mit einem Millimeter eingeführt und die Oberfläche des Tumors, ohne eine Blutung zu verursachen, abgetupft wurde. Diese Nadel verstärkt die sogenannten Raman-Signale von Molekülen und kann mit einer Koloskopiekamera eingeführt werden. Für diese Entwicklung hat Forschungsleiter Ho Sang Jung mit Soo Woong Yoo vom Chonnam National University Hospital zusammengearbeitet.

Entwickelt worden ist zudem eine Technologie, die Speichel von Patienten mit Lungenkrebs sammelt und das Stadium der Erkrankung mittels KI kategorisiert. Diese ist gemeinsam mit Byung-Ho Chung vom Samsung Medical Center erarbeitet worden. Der Atem dieser Patienten enthält flüchtige organische Verbindungen, die sich von jenen gesunder Menschen unterscheiden. Diese Verbindungen lösen sich im Speichel auf und sind bei Lungenkrebs als Metaboliten vorhanden.

Hunde haben eine so empfindliche Nase, dass sie die Metaboliten und auch flüchtige organische Verbindungen in den Körperflüssigkeiten von Menschen riechen können. Daher wollten die Forscher diese Fähigkeit auch bei einem Sensor für die Krebsdiagnose einsetzen. Die Technologie erkennt Signale von Metaboliten in Körperflüssigkeit mittels plasmodischer Materialien, die die Raman-Signale um mehr als das 100 Millionfache verstärken. Dafür ist, anders als bisher, keine komplizierte und teure Ausrüstung erforderlich. KI-Analysen und Berechnungen der mathematischen Modellierung wurden zudem eingesetzt, um Biomarker für eine Diagnose vorzuschlagen.

Auch für Synaptopathien einsetzbar

Den Experten nach lässt sich die neue Technologie auch über die Diagnose von Krebs hinaus erweitern. Dabei handelt es sich vor allem um Erkrankungen mit einer weitgehend unverstandenen Diagnostik. Dazu gehören zum Beispiel synaptische Erkrankungen. Bei diesen Synaptopathien kommt es zur Störung der synaptischen Übertragung, die die Kommunikation zwischen zwei Neuronen vermittelt. Davon betroffen sind Erkrankungen wie Epilepsie, Schizophrenie, neurodegenerative Störungen, Autismus und Depressionen. Die Forscher wollen ihre Technologien nun weltweit auf den Markt bringen. Details sind in "Biosensors and Bioelectronics" publiziert.

Die Forscher haben zudem ein Verfahren entwickelt, dass im Urin das Vorhandensein von mehreren Krebsarten auf einmal nachweist. Hierzu hat das Team die Proben von rund 250 Krebspatienten gleichzeitig analysiert. Innerhalb von zwei Stunde hat das neue Verfahren Ergebnisse für 100 Patienten geliefert. Laut den Forschern ist dabei eine klinische Sensitivität und Spezifität von über 98 Prozent erreicht worden.

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