Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine innovative Diagnosemethode entwickelt, die das frühere Erkennen von Blasenkrebs ermöglichen könnte. Ein neues Kathetersystem, das mit spezialisierten Nanosensoren beschichtet ist, in der Lage, Biomarker der Krankheit mit einer fast 50.000-mal höheren Sensitivität zu detektieren als herkömmliche Urintests. Die Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology, wurde von Michael Strano, Professor für chemische Verfahrenstechnik am MIT, geleitet. Blasenkrebs betrifft jährlich etwa 85.000 Menschen in den USA. Obwohl die Behandlung oft erfolgreich ist, weisen die Tumoren eine der höchsten Rückfallquoten aller Krebsarten auf: Etwa die Hälfte der Patienten entwickelt innerhalb von fünf Jahren nach der Therapie erneut Tumore. Dies führt zu hohen gesellschaftlichen Behandlungskosten. Die neue Technologie zielt darauf ab, diese Rezidive deutlich früher zu erkennen. Das System basiert auf Kohlenstoff-Nanoröhren, die an der Oberfläche des Katheters angebracht sind. Diese Nanoröhren geben bei Bestrahlung mit Laserlicht natürlich Fluoreszenzlicht ab. Durch Beschichtung mit synthetischen Antikörpern können sie spezifisch auf bestimmte Moleküle reagieren. Im neuen Fall ist der Sensor auf das Protein NMP-22 ausgelegt, einen von der FDA bereits zugelassenen Biomarker für Blasenkrebs. Trifft dieser Biomarker auf den Sensor, verschiebt sich die Wellenlänge oder die Intensität des fluoreszierenden Lichts. Ein entscheidender Vorteil dieser Methode ist der direkte Kontakt mit der Krebsquelle. Herkömmliche Tests messen Biomarker im Urin, wo sie stark verdünnt und abgebaut sein können. Der mit Nanosensoren beschichtete Katheter wird direkt in die Blase eingeführt, um die Konzentration des Biomarkers nahe des Tumors zu erfassen. Am Ende des Katheters befindet sich eine kleine Ballenlinse, die sich 360 Grad dreht, Laserlicht emittiert und das von den Sensoren ausgesendete Fluoreszenzlicht einfängt. Durch die Analyse der Farbe und Position des Lichts erstellen die Forscher ein chemisches Bild, das nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die genaue Lage der Krebszellen im Blasengewebe anzeigt. In Tierversuchen erwies sich die Methode als etwa 180-mal empfindlicher als konventionelle Urintests. Die Sensoren können Signale von Tumoren mit einer Größe von nur 16 Quadratzentimetern erkennen, lange bevor diese an die Oberfläche dringen und mit herkömmlichen optischen Verfahren sichtbar würden. Michael Strano vergleicht die Technologie mit einer Kamera für Moleküle statt für Licht. Die Forscher arbeiten derzeit an einer kompakteren Version des Systems, die sich einfacher in Arztpraxen einsetzen lässt. Zudem planen sie, die Sensoren in Cystoskope zu integrieren, die bereits zur visuellen Untersuchung der Blasenschleimhaut verwendet werden. Diese Weiterentwicklung könnte die jährlichen Kontrolluntersuchungen effizienter, weniger invasiv und kostengünstiger gestalten. Experten wie Daniel Heller von der Weill Cornell Medicine loben den Ansatz, da er Sensoren direkt an die Erkrankungsstelle bringt und damit die Geschwindigkeit der Diagnostik verbessert. Die zugrundeliegende Polymerchemie könnte zudem angepasst werden, um andere Krankheiten im kardiovaskulären oder gastrointestinalen Bereich zu detektieren.