Schnellere Krebsdiagnose mit Blut und Schall

Cambridge (pte004/20.09.2017/06:15) - Forscher des Massachuetts Institute of Technology http://web.mit.edu (MIT) haben winzige Blutbestandteile (Exosome) mittels Hightech in Rekordzeit isoliert. Exosome zeigen, ob Krebs, Nierenversagen oder eine Degeneration des Gehirns stattfindet. Die Isolation der nur 30 bis 90 Nanometer großen Exosome gelang mittels Techniken aus der Mikrofluidik, also der Manipulation von Flüssigkeiten und Schallwellen.

Exosome schneller begutachten

Die MIT-Experten hoffen, dieses Verfahren in tragbare Geräte zu integrieren, um Blutproben von Menschen, die möglicherweise erkrankt sind, schneller auszuwerten. Damit könnte die Ultrazentrifugation ersetzt werden, die heute üblich ist, um Exosome zu isolieren. Das ist eine zeitraubende Prozedur. Nicht selten vergehen 24 Stunden, ehe das Ergebnis vorliegt.

"Exosome enthalten oft spezielle Moleküle, die gewissermaßen eine Signatur bestimmter Abnormalitäten sind", sagt Ming Dao, Forscher im MIT-Departement Material- und Ingenieurswissenschaften. An der Entwicklung der Isolationstechnik waren auch Wissenschaftler anderer US-Hochschulen und der Technischen Universität Singapur http://ntu.edu.sg beteiligt.

"Das ist ein gewaltiger Fortschritt"

Vor drei Jahren war es dem gleichen Forscherteam bereits gelungen, Zellen im Blut mittels Schallwellen zu isolieren. Damit ersetzten sie chemische und mechanische Sortiermethoden, die die Zellen beschädigen oder zerstören. Später gelang es ihnen Krebszellen einzufangen. Jetzt ist dies auch bei Exosomen geglückt, die sich beim Sortieren mit anderen Techniken ebenfalls zerstören lassen. "Schallwellen sind viel zarter", sagt Dao. "Exosome sind weniger als eine Sekunde lang den Sortierkräften ausgesetzt. Das ist ein gewaltiger Fortschritt."

Die Sortieranlage für Zellen besteht aus einem sehr dünnen Rohr, das von zwei Quellen beschallt wird. Wenn sich die Schallwellen überschneiden, entstehen Wellen, die in schneller Folge Druckspitzen erzeugen. Zellen, die durch den Kanal flitzen, werden davon aus der Mitte abgelenkt, sodass sie am Ausgang des Kanals abgetrennt werden können.

Bei den viel kleineren Exosomen wird eine zweistufige Technik eingesetzt. In der ersten werden die größeren Zellen abgetrennt. Was übrig bleibt, landet in der zweiten Stufe. Der Kanal ist kleiner, sodass sich auch die Exosome ablenken und abtrennen lassen. Die Behandlung von 100 Milliliter Blut dauert nur 25 Minuten. Angestrebt sind zehn Minuten.

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