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Freitag, 26.05.2017
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Elektronische „Nase“ erschnüffelt Krankheiten

Spektrometer sucht nach Krankheits-Signalen in der Atemluft von Patienten

Anfang des Jahres sorgten fünf kalifornische Hundenasen für Schlagzeilen: Die dazugehörigen Vierbeiner haben - trainiert von einem amerikanisch-polnischen Forscherteam - Brust- oder Lungenkrebs in der Ausatemluft von Patienten mit hoher Trefferquote erschnüffelt. Deutsche Mediziner wollen nun ebenfalls den Atem von Patienten zur Bestimmung und Beurteilung von Krankheiten nutzen, doch statt auf tierische setzen sie auf elektronische "Nasen".
Elektronische "Nase" im Labor-Test

Elektronische "Nase" im Labor-Test

Bei Arzthelfern mit Fell gibt es ein Problem: Die Diagnosen der Hunde hängen von der Tagesform ab. Sind ihre Riechorgane beeinträchtigt, etwa durch eine Erkältung oder das Rasierwasser des Patienten, kann das zu einer falschen Diagnose führen - das wiederum können sie jedoch aus nahe liegenden Gründen nicht mitteilen.

Mediziner der Lungenklinik Hemer setzen deshalb auf spezielle Spektrometer, die von Wissenschaftlern des Dortmunder ISAS - Institute for Analytical Sciences - entwickelt wurden und die die chemische Zusammensetzung von Gasen analysieren können.

Mit der gleichen Messtechnik wurde bisher auf Flughäfen nach Sprengstoffen gesucht, auch die Polizei nutzt sie zum Aufspüren von Drogen. Künftig, so die Vision der Mediziner und Wissenschaftler, könnte sie jedoch auch in Kliniken und Arztpraxen bei der Diagnose von Lungenerkrankungen eingesetzt werden. Noch ist das Zukunftsmusik, funktionieren kann die Methode nämlich nur, wenn jede Krankheit eindeutige und unverwechselbare "Fingerabdrücke" in der Ausatemluft hinterlässt.


Markern auf der Spur


Seit Anfang Mai sind die Ärzte aus Hemer gemeinsam mit Wissenschaftlern des ISAS und Statistikern der Universität Dortmund auf der Suche nach diesen Fingerabdrücken, in Fachkreisen Marker genannt. Das heißt: Aus der Vielzahl der in der Atemluft vorhandenen Moleküle muss das Forscherteam diejenigen identifizieren, die durch eine Lungenentzündung oder durch ein Bronchialkarzinom erzeugt wurden.

"Auch sexuelle Aktivität hinterlässt Spuren im Atem, ebenso wie die Zahncreme oder das letzte Bier von gestern Abend", erläutert der Physiker Jörg Ingo Baumbach vom ISAS. "Alle Stoffwechselvorgänge gemeinsam erzeugen Muster aus Molekülen im Atem; wir wollen herausfinden, ob es charakteristische Muster für Lungenerkrankungen gibt."

Bei einigen Erkrankungen sind die Wissenschaftler bereits vor zwei Jahren fündig geworden, damals haben sie in einer Pilotstudie Marker für eine bestimmte Tumorart und einige Atemwegsentzündungen entdeckt. Die Anzahl der Patienten war jedoch relativ klein, darum will das Team mit der aktuellen Untersuchung die Ergebnisse der vorigen Studie überprüfen. Vor allem aber wollen sie nach den Markern weiterer Erkrankungen im Atem von Patienten fahnden.

Spektrometer muss noch lernen


Im Moment ist das Spektrometer noch in der "Lernphase"; es kann zwar sagen, dass etwas da ist, aber noch nicht immer was es ist. Bis das Gerät wirklich bei Patienten zum Einsatz kommen kann, werden daher noch einige Jahre vergehen. Doch Michael Westhoff, Arzt in der Lungenklinik Hemer, ist zuversichtlich, dass das Spektrometer irgendwann zum Standardinventar in jeder Arztpraxis gehört. Nicht nur bei der Diagnose, sondern auch bei der Überprüfung des Therapie-Erfolgs soll es dann behilflich sein.

"Wir wollen die Ausatemluft, ebenso wie Blut und Urin, als Informationsquelle über den Gesundheitszustand eines Patienten etablieren", so der Lungenspezialist. Und Baumbach ergänzt: "Viele Patienten würden das sicher begrüßen, weil das Pusten ins Spektrometer für sie einfacher und angenehmer ist, als die Blutabnahme oder das Abgeben einer Urinprobe." Zudem ist das Gerät günstiger und schneller als so manche Laboruntersuchung. Und im Vergleich mit ihren vierbeinigen Konkurrenten haben die elektronischen "Nasen" neben der Tagesform- Unabhängigkeit noch einen weiteren Vorteil: Sie vertragen sich besser mit den klinischen Hygienevorschriften.
(idw - ISAS - Institute for Analytical Sciences, 26.05.2006 - DLO)
 
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