Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnelle Diagnose von Krankheiten mit neuartigem Bluttest

02.03.2018

Prof. Jochen Guck, Forschungsgruppenleiter am Biotechnologischen Zentrum (BIOTEC) der TU Dresden, medizinische Kollegen des Uni-Klinikums Carl Gustav Carus Dresden und Partnerinstitute aus Dresden, Cambridge (Großbritannien), Glasgow (Großbritannien) und Stockholm (Schweden) nutzen die Technik der "Echtzeit-Verformbarkeitszytometrie",um Tausende von Zellen in einem Blutstropfen in nur wenigen Minuten auf ungewöhnliche Erscheinung und Verformbarkeit hin zu untersuchen.Dieser neuartige Bluttest verspricht, die Diagnose vieler Krankheitsbilder wie Leukämie, Malaria, bakterielle oder virale Infektionen zu beschleunigen, was wiederum zu einem schnelleren und genaueren Therapiebeginn führen kann.

Wenn man krank ist und zum Arzt geht, ist es oft nicht offensichtlich, was genau die Ursache ist - was Fieber, Übelkeit, Kurzatmigkeit oder andere Symptome verursacht. Es ist wichtig, dies schnell herauszufinden, damit die richtigen Maßnahmen eingeleitet werden können.


Die künstlerische Darstellung des mikroskopischen Blicks in den Messchip zeigt die Flußbahnen vieler einzelner Blutkörperchen, die von rechts nach links fließen.

©Daniel Klaue/ZELLMECHANIK DRESDEN GmbH

Einer der ersten Schritte ist es, eine Blutprobe zu erhalten und zu zählen, wie viele der verschiedenen Blutkörperchen darin vorhanden sind. Dies nennt man ein vollständiges Blutbild, und die Informationen, die es liefert, haben sich als überraschend nützlich erwiesen.

Eine große Zahl bestimmter weißer Blutkörperchen kann zum Beispiel zeigen, dass der Körper eine Infektion bekämpft. Aber es kann mehrere Gründe dafür geben, dass die Zahl der weißen Blutkörperchen gestiegen ist, so dass diese Information allein für eine spezifische Diagnose oft nicht ausreicht.

Es gibt viele Hunderte von möglichen Tests, die die Ergebnisse eines kompletten Blutbildes ergänzen können. Diese können z.B. Bakterien identifizieren oder die Konzentration bestimmter Moleküle im Blut messen. Aber welcher dieser möglichen Tests gibt den wichtigen Anhaltspunkt, der die Ursache der Krankheit aufdeckt? Dies kann nur schwer vorhergesagt werden. Obwohl jeder Test dazu beiträgt, die endgültige Diagnose einzugrenzen, werden sie immer preisintensiver und zeitaufwendiger, so dass nicht alle ausprobiert werden können. Aber schnelle Maßnahmen sind oft wichtig, wenn es um die Behandlung einer Krankheit geht.

Können wir aus der ersten Blutuntersuchung durch die Messung anderer Eigenschaften der Blutkörperchen mehr entscheidende Informationen gewinnen? Dass dies möglich ist, zeigt das Forscherteam nun mit Hilfe einer Technik, der "real-time deformability cytometry" (RT-DC). Diese Methode zwingt die Blutzellen in einem kleinen Tropfen Blut dazu, extrem schnell durch einen engen mikrofluidischen Kanal zu fließen, während sie von einer schnellen Kamera aufgenommen werden.

Ein Computer-Algorithmus kann dann die Größe und Steifigkeit der Blutzellen in Echtzeit analysieren. Das Forschungsteam zeigt, dass dieser Ansatz charakteristische Veränderungen erkennen kann, die die Blutzellen als Folge von Malaria, Sphärozytose, bakteriellen und viralen Infektionen und Leukämie betreffen. Darüber hinaus können viele tausend Blutkörperchen in wenigen Minuten gemessen werden - schnell genug, um als diagnostischer Test geeignet zu sein.

„Die 36.000-fache Steigerung des Messdurchsatzes von 100 Zellen/Stunde mit bisherigen Techniken zur Messung der Zellsteifigkeit auf jetzt 1.000 Zellen/Sekunde mit der hier verwendeten Technik, die wir in den letzten Jahren erreicht haben, war bereits bemerkenswert. Aber jetzt zu sehen, wie RT-DC tatsächlich auf reale Probleme angewandt wird und die Diagnose vieler Krankheiten verbessert wird, ist wirklich erfreulich. Das ist der Höhepunkt einer Forschungsvision, die ich seit fast 20 Jahren verfolge“, erklärt Jochen Guck.

Aus diesen Erkenntnissen können nun konkrete diagnostische Tests für eine Vielzahl von Blutkrankheiten entwickelt werden. Der Ansatz könnte auch genutzt werden, um zu testen, welche Medikamente zur Behandlung einer bestimmten Krankheit eingesetzt werden sollten, und um zu überwachen, ob die Behandlung wie geplant voranschreitet.

Unterstützt wurde diese Forschung durch ein ERC Starting Investigator Grant "LightTouch", eine Alexander von Humboldt-Professur, das FP7 Marie-Curie Initial Training Network LAPASO sowie durch Fördermittel des Sächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kunst (SMWK) und des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE). Die Technologie wird nun von der TUD-Ausgründung Zellmechanik Dresden GmbH, unterstützt durch die beiden ERC Proof-of-Concept Grants FastTouch und BASIC, zu einem Medizinprodukt weiterentwickelt.

Publikation
„Detection of human disease conditions by single-cell morphorheological phenotyping of blood”
DOI: 10.7554/eLife.29213
Video: https://elifesciences.org/articles/29213#video1

Bildunterschrift: Schnelle Diagnose von Krankheiten mit RT-DC in Aktion. Die künstlerische Darstellung des mikroskopischen Blicks in den Messchip zeigt die Flußbahnen vieler einzelner Blutkörperchen, die von rechts nach links fließen. Wo der Hüllstrom von oben und unten einfliesst, verbreitern sie sich zu einem "Herz", bevor sie in den schmalen Messkanal links eindringen, wo das Erscheinungsbild und die Deformation der Zellen analysiert werden.

Informationen für Journalisten
Franziska Clauß, M.A.
Pressesprecherin
Tel.: +49 (0) 351 458-82065
E-Mail: franziska.clauss@tu-dresden.de

Das Biotechnologische Zentrum (BIOTEC) wurde 2000 als zentrale wissenschaftliche Einrichtung der Technischen Universität Dresden mit dem Ziel gegründet, modernste Forschungsansätze in der Molekular- und Zellbiologie mit den in Dresden traditionell starken Ingenieurswissenschaften zu verbinden. Seit 2016 ist das BIOTEC eines von drei Instituten der zentralen wissenschaftlichen Einrichtung Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) der TU Dresden. Innerhalb der TU Dresden nimmt das BIOTEC eine zentrale Position in Forschung und Lehre mit dem Schwerpunkt „Molecular Bioengineering und Regenerative Medizin“ ein. Es trägt damit entscheidend zur Profilierung der TU Dresden im Bereich moderner Biotechnologie und Biomedizin bei. Die Forschungsschwerpunkte der internationalen Arbeitsgruppen bilden die Zellbiologie, die biologische Physik und die Bioinformatik. www.biotec.tu-dresden.de

Weitere Informationen:

Webpräsenz von Prof. Dr. Jochen Guck
http://www.biotec.tu-dresden.de/research/guck.html

Kim-Astrid Magister | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistenzen im Fokus der Forschung
12.12.2018 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab
12.12.2018 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Im Focus: Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

Von „Frequenzkämmen“ spricht man bei speziellem Laserlicht, das sich optimal für chemische Sensoren eignet. Eine revolutionäre Technik der TU Wien erzeugt dieses Licht nun viel einfacher und robuster als bisher.

Ein gewöhnlicher Laser hat genau eine Farbe. Alle Photonen, die er abstrahlt, haben genau dieselbe Wellenlänge. Es gibt allerdings auch Laser, deren Licht...

Im Focus: Topological material switched off and on for the first time

Key advance for future topological transistors

Over the last decade, there has been much excitement about the discovery, recognised by the Nobel Prize in Physics only two years ago, that there are two types...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Biofilme generieren ihre Nährstoffversorgung selbst

12.12.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Tanz mit dem Feind

12.12.2018 | Physik Astronomie

Künstliches Perlmutt nach Mass

12.12.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics