Russische Forscher entwickeln neuen Nanosensor zur Diagnose von Krebs und Alzheimer

Laut russischen Forschern von der Nationalen Universität für Wissenschaft und Technologie NITU MISIS spielt die Messung der Kupferwerte eine wichtige Rolle bei der Diagnose und Behandlung von Krankheiten, die mit einem gestörten Kupferstoffwechsel einhergehen. Dazu gehörten Alzheimer, Morbus Wilson, Menkes-Syndrom sowie verschiedene Krebsarten. Überdies sei eine genaue Bestimmung des Kupfergehalts für die Beurteilung der Wirksamkeit neuer kupferhaltiger Medikamente, aber auch für die Untersuchung ihrer Anreicherung im Körpergewebe unerlässlich, meinen die Wissenschaftler.

Fachleute der russischen Universität haben nun gemeinsam mit Forschern aus der ganzen Welt einen universellen hochpräzisen Sensor entwickelt, der physiologische Kupferwerte in Echtzeit messen kann. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Analytical Chemistry veröffentlicht. Die Neuheit eröffnet demnach neue Perspektiven für die Diagnose und Überwachung von Krankheiten im Zusammenhang mit Kupferstoffwechselstörungen.

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Wie es heißt, liegt die Einzigartigkeit der Entwicklung darin, dass zum ersten Mal ein universeller Sensor in Nanogröße präsentiert worden sei, der Messungen sowohl in mikroskopischen Objekten mit einer Größe von zehn bis 100 Mikrometern als auch in kompletten Organen durchführen könne. Andere bestehende Sensoren wurden Forschern zufolge in der Regel zur Lösung spezifischer Probleme entwickelt und waren deutlich größer, wodurch ihre Anwendung vor allem in der biomedizinischen Forschung sehr begrenzt gewesen sei.

Bisher waren für derartige Studien eine große Zahl von Tieren erforderlich, erläutert Roman Timoschenko, der an der MISIS forscht. Das Messverfahren sei zuvor invasiv gewesen und habe die Entnahme von Gewebeproben zu mehreren Zeitpunkten erfordert. Er führt aus:

"Der neue Sensor ermöglicht mehrere Messungen an denselben Tieren, wodurch die Anzahl der benötigten Versuchstiere deutlich reduziert und die Genauigkeit und Vollständigkeit der ermittelten Daten erhöht wird."

Ferner gibt Timoschenko an, dass die Entwicklung bereits heute es ermögliche, die Kupferwerte im Körper genauer zu überwachen. Gegenüber den bestehenden Analoga habe die Neuheit mehrere Vorteile: Sie sei weniger invasiv und liefere schnellere präzisere Ergebnisse.

Laut der Studie wurden nanoskalige Kapillaren aus Quarz verwendet, die mit Kohlenstoff, Gold sowie einer speziellen Verbindung zur spezifischen Kupferbindung modifiziert worden waren. Das Nachweisprinzip basiere auf der elektrochemischen Oxidation und Reduktion von Kupfer, die mittels zyklischer Voltammetrie aufgezeichnet werde. Im nächsten Schritt wollen die Fachleute den Sensor in ein Kleingerät integrieren, das für die Langzeitüberwachung von Metallen in lebenden Organismen konzipiert ist.

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