Tragbares Stickoxid-Messgerät verbessert Alzheimer-Diagnose

MIT-Forscher entwickeln auf NO reagierendes Polymer

Forscher des renommierten Massachusetts Institute of Technologie (MIT) haben ein Polymer entwickelt, das in einen Handheld-Sensor integriert zu einem kostengünstigen Diagnose-Tool von Atemwegs-Infektionen bis hin zur Alzeimer-Erkrankung werden soll. Das Material reagiert auf Stickoxid-(NO)-Moleküle, deren hohe Werte in der Atemluft für bestimmte Krankheiten ein Diagnosekriterium sind. Sensoren, die Stickoxide in der Atemluft messen, existieren bereits, gelten aber im derzeitigen Entwicklungsstadium als teuer und umständlich in der Bedienung. Sie werden daher nicht routinemäßig eingesetzt.

Die MIT-Forscher Takeshi Shioya und Tim Swager haben bereits den ersten Prototyp eines NO-Sensors gebaut, in dem sie das stromleitende Polymer integrierten. Die erforderliche Elektronik kann laut Entwicklern in einem einzigen Chip integriert werden. Im Wesentlichen handelt es sich bei dem Gerät um einen kleinen Transistor mit geringem Energieverbrauch. Der maximale Stromfluss steigt erst, wenn NO auftritt. Registriert werden Stickoxide, wenn sich die Weiterleitung des Stroms durch die kettenartigen Moleküle des Polymers, die mit Kobalt-Ionen besetzt sind, ändert. Diese Änderungen treten dann auf, wenn sich NO an Kobalt bindet, berichtet das Fachmagazin Nature.

Stickoxide werden vom menschlichen Körper für verschiedene Zwecke produziert. Sie reduzieren die Spannung in den Wänden der Blutgefäße. Daher werden Stickoxide zur Behandlung von Herzerkrankungen eingesetzt. So wirkt z.B. Nitroglyzerin gefäßerweiternd, ebenso wirkt das Potenzmittel Viagra. Kämpft das Immunsystem gegen eine Infektion, produziert der Körper mehr NO. Daher kann die Messung des NO-Spiegels in der Atemluft eine Infektion signalisieren. NO kontrolliert auch die Aktivität einiger Zellen des zentralen Nervensystems. Veränderungen des NO-Spiegels können das Absterben von Nervenzellen, wie dies bei der Alzheimer-Erkankung der Fall ist, anzeigen. In diesem Fall glauben die MIT-Forscher, dass sie das neue Polymer in einen Elektroden-Mikrosensor einbauen und diesen in die Nähe von NO-produzierenden Zellen eines Patienten implantieren könnten, um so Veränderungen schneller zu erkennen.