Muttermal-Tattoo zur Krebsfrüherkennung 2.0

Schweizer Forscher haben ein Hautimplantat mit Melanin produzierenden Zellen entwickelt, quasi ein Muttermal-Tattoo, welches erste Anzeichen wachsender Tumore registriert und anzeigt. Krebsfrüherkennung 2.0? Kann ein Blick auf den Arm also künftig genügen, um eine Krebserkrankung rechtzeitig zu erkennen?

Diagnose Krebs

An Herz-Kreislauf-Erkrankungen sterben in Deutschland deutlich mehr Menschen als an Krebs. Dennoch schockiert die Diagnose. Sie wird immer noch mit Unheilbarkeit und Hoffnungslosigkeit in Verbindung gebracht.

Die Statistiken des Krebsinformationsdienst sprechen jedoch eine andere Sprache: berücksichtigt man, dass die Menschen heute deutlich älter werden als zum Beispiel noch vor 20 Jahren, so geht die Krebssterblichkeit in Deutschland seit Jahren zurück; die Lebenserwartung Betroffener steigt deutlich. Mehr als die Hälfte aller Betroffenen kann sogar auf dauerhafte Heilung hoffen. Zum Vergleich: 2014 starben ca. 222.000 Menschen an Krebs. Im gleichen Zeitraum starben ca. 338.000 Menschen an Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Dauerhafte Heilung

Die Prognosen sind jedoch nicht bei jeder Tumorart ähnlich günstig. Und so kann heute auch noch nicht jeder Krebspatient auf Heilung hoffen. Früherkennung ist und bleibt der Schlüssel für eine positive Prognose. Und hier kommt das von den Forschern der Eidgenössichen Technischen Hochschule Zürich (ETH) entwickelte Implantat ins Spiel.

Muttermal-Tattoo als Frühwarnsystem
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©ETH Zürich, News: Künstlicher Leberfleck als Frühwarnsystem, Peter Rüegg

Das Implantat aus gentechnisch veränderten, menschlichen Zellen soll helfen, eine Erkrankung der vier häufigsten Krebsarten – Prostata-, Lungen-, Darm– und Brustkrebs – verlässlich und rechtzeitig zu erkennen. Die Zellen im Implantat verfügen über einen Calcium-Rezeptor. Denn hohe Calcium-Werte können ein früher Indikator für diese Tumore sein. Übersteigen die Werte nun über einen längeren Zeitraum einen bestimmten Grenzwert, beginnen die gentechnisch veränderten Zellen im Implantat das Pigment Melanin zu produzieren, der Leberfleck entsteht.

Laut ETH erscheint der Leberfleck lange bevor eine Krebserkrankung mit den üblichen Routinemethoden festgestellt werden würde. Bestätigt sich beim Arzt der Anfangsverdacht, bleibt also genügend Zeit für eine Therapie.

Mein Fazit

Dass die Methode tatsächlich funktioniert, wurde bereits erfolgreich an erkrankten Mäusen gezeigt. Das Muttermal-Tattoo erschien verlässlich auf der Haut der Nager, die unter krebsartigen Tumoren litten, die mit einem erhöhten Calcium-Spiegel einhergehen. Dabei zeigte keines der Tiere bereits offensichtliche Krankheitszeichen.

Der große Nachteil jedoch: die Lebensdauer eines solchen Implantates begrenzt sich auf ein Jahr. Danach müssen die verkapselten Zellen inaktiviert und ersetzt werden. Der Prototyp wird also noch eine Weile ein Prototyp bleiben, ehe er den Weg in die Praxen findet. Aber es ist, wie der intelligente BH zur Brustkrebsfrüherkennung, ein erster wichtiger Schritt. Und die positiven Ergebnisse motivieren sicher, daran weiter zu arbeiten.

Den Artikel zum intelligenten BH gibt es übrigens hier. Und die Studie zum Muttermal-Tattoo hier: Synthetic biology-based cellular biomedical tattoo for detection of hypercalcemia associated with cancer, Tastanova et al., Science Translational Medicine

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Eule oder Lerche? Biologischer Rhythmus für personalisierte Medizin

Wissenschaftler der Charité Universitätsmedizin Berlin haben einen Bluttest entwickelt, mit welchem sie exakt den Status der inneren Uhr eines Patienten bestimmen können. Unser biologischer Rhythmus.

Unsere innere Uhr steuert die Aktivität des Herz-Kreislauf-Systems, der Stoffwechselprozesse und viele weitere Funktionen. Unser Biorhythmus beeinflusst viele Vorgänge in unserem Körper: Schlaf und Tagesaktivität, Leistungsvermögen und Köpertemperatur.

Nichts Neues, denken Sie jetzt? War Ihnen bewusst, dass auch die Verträglichkeit und Wirksamkeit von Medikamenten davon abhängig ist, ob Sie sie nach Ihrem Biorhythmus einnehmen oder nicht?

Wirkung verbessern

Ein internationales Forscherteam der Charité Berlin identifizierte besondere Biomarker im Blut, die für die innere Uhr charakteristisch sind. Mit speziellen Computeralgorithmen isolierten sie zwölf Gene, die verlässlich die innere Uhr eines Menschen anzeigen. Wer konkret weiß, wann sein Körper auf Hochtouren arbeitet, kann – so die Theorie – bei der Medikamenteneinnahme unerwünschte Nebenwirkungen vermeiden und die Wirksamkeit steigern.

Prof. Kramer, Institut für Medizinische Immunologie der Charité Berlin, ist überzeugt, dass die Chronotherapie der konventionellen Therapie oft überlegen ist. Wegen fehlender diagnostischer Möglichkeiten wurde sie bisher selten angewandt. Mit diesem Test konnte nun gezeigt werden, dass die Tageszeit bei Therapie und Diagnose viel mehr an Bedeutung gewinnen muss.

Die Wirksamkeit der personalisierten Chronotherapie soll nun in Folgestudien nachgewiesen werden. Die Originalveröffentlichung der Forschungsarbeit finden Interessierte hier: JCI-Journal of Clinical Investigation

Mein Fazit

Die Chronotherapie ist ein gutes Beispiel dafür, wie die Berücksichtigung biologischer Rhythmen im klinischen Alltag zu einer personalisierten Medizin beitragen kann. Weiß man, wann ein Wirkstoff beim Patienten besonders wirksam ist, kann man die Wirkung der Behandlung optimieren und gleichzeitig das Risiko von Nebenwirkungen senken. Auf diese Weise könnten unter Umständen Krankenhausaufenthalte deutlich verkürzt werden, was sowohl im Sinne des betroffenen Patienten wäre wie auch der Krankenkassen, die an der Stelle vermutlich viel Geld sparen können.

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Digitaler Urintest für Zuhause

Urin enthält eine Vielzahl von gesundheitsrelevanten Informationen. Durch einen Urintest können beispielsweise ernste Erkrankungen frühzeitig diagnostiziert und behandelt werden. Durchschnittlich gehen wir bis zu sechs Mal pro Tag auf die Toilette und spülen dabei Unmengen dieser wertvollen Informationen den Lokus hinunter. Da drängt sich schnell die Frage auf, warum wir eine so wichtige Ressource nicht für uns nutzen.

Tägliche Routine für die Gesundheit

Genau das haben sich auch die Medipee-Gründer Thomas Prokopp, Frank Willems und Paul Bandi gedacht und einen automatisierten Urintest für die heimische Toilette entwickelt, der sich ohne großen Aufwand installieren und in die tägliche Routine integrieren lässt wie das regelmäßige Zähneputzen.

Gadget analysiert Urin und überträgt die Werte an das Smartphone

Das etwa faustgroße Medipee-Messgerät passt in alle Tiefspültoiletten und wird wie ein WC-Duftstein am Toilettenrand angebracht. Tiefspültoiletten gehören zu den gängigsten Toilettentypen in der westlichen Welt. Man kann das Messgerät somit einfach und schnell ohne größeren Aufwand in den meisten Haushalten installieren. Und hygienisch ist das Ganze natürlich auch. Medipee besteht aus einem beschichteten Kunststoff, an dem Flüssigkeiten abperlen. Darüber hinaus kann das Gerät durch die Bestrahlung mit UV-Licht komplett desinfiziert werden.

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Medipee-Messgerät, © Medipee GmbH

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So funktioniert der Urintest

Nach der physischen Installation wird das Gerät per Bluetooth mit dem Smartphone und der dazugehörigen App gekoppelt und durch einen Tastendruck aktiviert. Sobald Medipee den Urinfluss erkennt, erfolgt die automatisierte Messung. Dazu senkt sich während des Wasserlassens ein dünner Sensorarm mit einem Testblättchen aus dem Gerät in den Urin herab. Nach ein paar Sekunden fährt der Arm wieder ein und die Sensorik beginnt die Auswertung. Die so gewonnen Messwerte werden anschließend per Bluetooth auf das Smartphone übertragen. Sinnvoll ist eine Messung an zwei Tagen pro Woche. Durch die Speicherung der Daten in der App können neben den einmaligen Stichprobenwerten auch Verläufe dokumentiert werden. Verändern sich die Werte im Verlauf, können so eventuelle Einflussfaktoren isoliert werden. Die Analyseparameter reichen dabei von klassischen Urintests (Blut, Ketone, Glucose, Eiweiß, pH, Schwangerschaft und Ovulation) bis hin zu speziellen Markern wie bestimmte Drogen.

Einen Haken hat die Sache. Bis Medipee Einzug in unsere heimischen Badezimmer hält, dauert es noch. Der der Markteintritt ist erst für 2019 geplant. Dann ist das Gerät für rund 250 Euro inkl. einem Jahr Garantie im Online-Shop, bei Amazon und in Apotheken erhältlich.

Weitere Informationen zu Medipee gibts hier oder im folgenden Video.

Mein Fazit zum digitalen Urintest

Ein Urintest in der Arztpraxis liefert immer nur eine Momentaufnahme. Regelmäßiges Messen am heimischen WC hingegen ermöglicht auch die Beobachtung bestimmter Werte über einen längeren Zeitverlauf. Wenn zukünftig die zuhause gewonnen Informationen auch noch direkt an den Arzt übermittelt werden können, kann das bei bestimmten Patienten wie z. B. Diabetikern durchaus sinnvoll sein, um so eine mögliche Verschlechterung der Nierenfunktion frühzeitig zu erkennen. Damit ist Medipee aus unserer Sicht weit mehr als nur ein praktischer DIY-Gesundheitstest für zwischendurch.

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Sprachanalyse prognostiziert Schizophrenie

Sprache ist auf dem Weg zu einer Diagnose eine äußerst wertvolle Informationsquelle für Psychiater. Eine Studie hat untersucht, ob die computergestützte Sprachanalyse künftig die Interpretation von Sprache automatisieren und so zu einem neuen Hilfsmittel für Ärzte werden kann.

Hintergrund zu dieser Sprachanalyse Studie

Im Rahmen einer Schizophrenie sind neben anderen Krankheitszeichen Denk- und Sprachstörungen sehr häufig. Das Denken erscheint zerfahren, zusammenhangslos und ohne innere Logik. Dadurch werden auch die sprachlichen Äußerungen zunehmend skurriler, Wörter werden durcheinander gewürfelt oder komplett neu erfunden. Der Satzbau ist zerstört. Der Sprechfluss ist manchmal beschleunigt oder verlangsamt. Teilweise reden die Patienten daneben, d.h. ihre Äußerungen passen nicht zum Thema oder sie verlieren im Gespräch einfach den Faden. Ob und wie genau derartige Sprachstörungen mittels einer Software analysiert werden können, war Gegenstand der vorliegenden Untersuchung.

Wie wurde untersucht?

Wissenschaftler der Icahn School of Medicine in New York fütterten dazu einen Computer mit den Transkripten von Patienten. Die Software analysierte die Texte der Patienten anhand der Kategorien “verminderte semantische Kohärenz“, „größere Varianz in dieser Kohärenz und „verminderter Gebrauch von Possessivpronomina“. Auf Basis dieser Kategorien prognostizierte die Software – nach einer Phase des maschinellen Lernens – die Entwicklung einer manifesten Schizophrenie.

Das Ergebnis der Sprachanalyse Studie

In einer Kohorte von 59 Patienten mit Prodromalsymptomen, von denen 19 innerhalb von zwei Jahren eine Psychose entwickelten, wurde eine Treffsicherheit von 79 Prozent erreicht. Hier konnten mittels der Textanalyse Patienten mit Psychose von gesunden Menschen mit 72-prozentiger Genauigkeit unterschieden werden.

In einer 2. Kohorte mit 34 Patienten erkannte die Software bei 3 von 5 Patienten, die innerhalb von zweieinhalb Jahren eine Psychose entwickelten, während bei 24 von 29 Patienten eine bevorstehende Erholung richtig vorhergesagt wurde. Die diagnostische Genauigkeit betrug 83 Prozent.

Fazit zur Sprachanalyse

Stimme und Sprache als ein diagnostisches Kriterium mit einzubeziehen ist in der Psychiatrie schon immer gang und gäbe. Wenn die Sprache von Patienten künftig mit Hilfe eines Tools professionell analysiert werden kann, ist das theoretisch hilfreich. Die aktuellen Studienergebnisse bzw. die diagnostische Genauigkeit überzeugen mich allerdings noch nicht. Aber die Software ist ja bestimmt noch lernfähig. Und künftige Untersuchungen müssen natürlich dann auch eine größere Zahl an Studienteilnehmern einschließen, um wirklich aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen.

Die Idee, Sprach- bzw. Stimmanalyse zur Diagnose von Krankheiten heranzuziehen, ist übrigens auch nicht ganz neu: Der britische Mathematiker Max Little, der heute in den USA am MIT Media Lab arbeitet, hat bereits 2012 die Parkinson’s Voice Initiative initiiert. Aktuell läuft eine Studie in Zusammenarbeit mit der Universität Rochester, an der Menschen mit und ohne Parkinson ihre Stimmprobe über ein Smartphone (allerdings nur Android) abgeben können. Ziel der Studie ist es auf diese Weise 10.000 Stimmaufnahmen von Menschen überall auf der Welt für eine Analyse zu gewinnen.


Ein Beitrag von Elke auf diesem Blog beschäftigt sich übrigens kritisch mit einer Stimmanalyse-Software. Auch interessant.

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Stimmanalyse: Der Klang der Seele?

Worte können Lügen. Unsere Stimme ist jedoch verräterisch. Sie spiegelt unsere Gefühlslage wieder, lässt Launen und Charakterzüge erkennen. Wir können Sie nicht auf Dauer verstellen. Und… mit Hilfe der Stimmanalyse gibt sie sogar Hinweise auf Krankheiten.

Die Basis

Die Technik beruht auf quantitativen Verfahren, die ihren Ursprung in der Musikwissenschaft haben. Kontinuierliche, aperiodische Signale werden in ein kontinuierliches Spektrum zerlegt und in den Bereichen Lautstärke, Artikulation, Tempo, Rhythmus, Melodie und Klangfarbe auf Basis von musikalischen Größen analysiert. Die Algorithmen werden dann zu Software Applikationen verarbeitet.

Quantitative Stimmanalyse macht es möglich

Mit der quantitativen Stimmanalyse können psychische und neurologische Erkrankungen, wie z. B. Depressionen, festgestellt werden. Das Berliner Unternehmen PeakProfiling hat z. B. in Zusammenarbeit mit der Charité Universitätsklinik Berlin Applikationen entwickelt, die ADHS anhand der Stimme erkennen. Damit können Fehldiagnosen reduziert und Prävention besser betrieben werden. Denn ADHS kann sich in vielen verschiedenen Symptomen äußern. Nicht alle Betroffenen sind hyperaktiv und impulsiv. Die richtige Diagnose zu stellen, ist also schwer. Bestimmte Muster in der Stimme sind jedoch typisch.

Ein Beispiel: Kinder mit ADHS reden oft viel und klingen sehr lebendig. Heruntergebrochen auf Millisekunden zeigt sich jedoch, dass die Stimme regelrecht monoton ist. Im Gegensatz zu Kindern, die nicht an ADHS leiden, sondern einfach nur lebhaft sind.

Auch Parkinson soll sich schon deutlich vor den körperlichen Anzeichen in der Stimme niederschlagen.

Weitere Ansatzmöglichkeiten

Neben dem Einsatz als Diagnose- und Analyse-Tool für Ärzte lässt sich das Instrument vielfältig einsetzen. Z. B. in der Seelsorge-Hotline. Hier ließe sich feststellen, ob Anrufer suizidgefährdet sind, auch wenn sie selbst im Gespräch die Absicht abstreiten.

Umgang mit sensiblen Daten Stimmanalyse-HealthcareHeidi-02

Schwieriges Thema. Liegen die Stimmdaten erst einmal digital vor, könnten dritte darauf zugreifen. Dazu kommt, dass die Analysesoftware noch weit mehr Informationen aus einer Stimme herausholen kann. Geschlecht, Alter, regionale Herkunft. Auch auf die Persönlichkeit kann man mit hoher Trefferquote Rückschlüsse ziehen. Die Hauptdimensionen einer Persönlichkeit, die Big Five – emotionale Labilität, Extraversion, Aufgeschlossenheit, Gewissenhaftigkeit und Verträglichkeit – sind für Analysealgorithmen eine Kleinigkeit.

Mein Fazit

Nicht die Augen sind der Spiegel der Seele, sondern die Stimme? Ich finde es faszinierend, betrachte es aber auch kritisch. Denn der unbemerkte mobile Einsatz wäre durchaus möglich. Die Technik passt vermutlich heute schon in ein Smartphone.

Und ganz ehrlich: Wie wäre es, wenn Sie Ihre Urlaubsreise nach Amerika nicht antreten dürften, weil der Boarding-Computer auf Basis der Stimmanalyse sagt: „Sie haben Grippe. Um die anderen Fluggäste nicht anzustecken ist Ihr Flugticket leider ungültig. Wir wünschen Ihnen eine baldige Genesung.“

Einfach mal so gedacht. Und nein, ich bin kein Pessimist. Ich möchte nur meine Urlaubsreise nach Amerika antreten können. In der Medizin finde ich den Ansatz und Einsatz top. In meinem Privatleben habe ich einfach keine Lust auf den gläsernen Menschen.


Zum Thema Depression bei Kindern und Jugendlichen gibt es übrigens auch noch ein ganz interessantes digitales Frühwarnsystem in Form einer App. Mehr dazu Hier

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Vorhofflimmern mit Wearable entdecken

Ein Mini-EKG-Gerät in Form eines innovativen Pflasters, das einfach auf den Burstkorb aufgeklebt wird, zeichnet über zwei Wochen EKG-Signale auf. So kann auch nur sporadisch auftretendes Vorhofflimmern zuverlässig erkannt werden.

Hintergrund zum Vorhofflimmern

Vorhofflimmern ist für ein Drittel aller Schlaganfälle verantwortlich. Bei den meisten Patienten tritt es aber nur sporadisch auf. Daher wird es bei Routineuntersuchungen beim Arzt oftmals gar nicht oder allenfalls als Zufallsbefund entdeckt. Das ist riskant, denn bei jedem fünften Patienten wird die Diagnose erst nach dem ersten Schlaganfall gestellt.

Bei manchen Risikopatienten wird daher ein Langzeit-EKG veranlasst. Früher waren dafür nur sehr unhandliche Geräte im Einsatz, die der Patient rund um die Uhr mit sich führen musste. Die Miniaturisierung der Technik ist inzwischen zum Glück weit vorangeschritten. Zio ist eines dieser innovativen Mini-EKG-Geräte, die heute ein patientenfreundliches Langzeit-Monitoring ermöglichen. Es wurde von der iRhythm Technologies entwickelt und ist in den USA auch bereits zugelassen.

So geht zeitgemäßes Langzeit-EKG mit Zio

Zio ist ein Pflaster, in das ein kleiner Rekorder integriert ist. Zio wird auf den Burstkorb aufgeklebt und zeichnet über 2 Wochen kontinuierlich EKG-Signale auf.

 

Vorteil für Patienten:

Zio ermöglicht ein komfortables lückenloses EKG-Monitoring ohne Kabelgewirr. Man kann damit problemlos schlafen, Sport treiben und sogar duschen.

Vorteil für Ärzte:

Zio liefert nicht nur einen Report sondern auch gleich noch eine Interpretation der aufgezeichneten Werte mit dazu.

Die mSToPS-Studie („mHealth Screening To Prevent Strokes“)

Dieses Mini-EKG-Gerät wurde nun in einer randomisierten klinischen Studie getestet.

Ziel der Studie war es herauszufinden, wie gut Zio Vorhofflimmern entdecken kann und welche klinischen Konsequenzen sich daraus ergeben.

An der Studie nahmen 2.659 Personen teil. Das Durchschnittsalter betrug 72,4 Jahre.

Die Teilnehmer erhielten entweder sofort oder nach vier Monaten das Pflaster mit dem Rekorder, der die EKG-Signale über zwei Wochen aufzeichnete.

In der Gruppe, die das Pflaster zuerst erhielt, wurde in den ersten vier Monaten bei 3,9 % der Teilnehmer ein Vorhofflimmern neu diagnostiziert. In der Vergleichsgruppe wurde in der gleichen Zeit die Diagnose nur bei 0,9 % der Teilnehmer gestellt. Der Unterschied von 3,0 % war statistisch signifikant.

In einer zweiten Analyse wurde die Zahl der Diagnosen im Verlauf eines Jahres in beiden Screening-Gruppen mit einer Kontrollgruppe verglichen, die nicht am Screening teilgenommen hatte. Die Inzidenz war bei den gescreenten Personen mit 6,7 auf 100 Personenjahre deutlich höher als in der Kontrollgruppe, in der nur 2,6 Neudiagnosen auf 100 Personenjahre gestellt wurden. Die Differenz von 4,1 Personenjahren war ebenfalls signifikant.

Das aktive Monitoring hatte auch zur Folge, dass bei mehr Patienten als in der Vergleichsgruppe eine Behandlung mit oralen Antikoagulanzien (5,7 versus 3,7 pro 100 Personenjahre) initiiert wurde.

Fazit

Mit Hilfe dieses Wearables kann die Früherkennung des Vorhofflimmerns eindeutig verbessert werden. Ob das Screening und die daraus resultierenden therapeutischen Konsequenzen wie z. B. der Einsatz von NOAKs allerdings helfen werden, Schlaganfälle künftig zu verhindern, müssen weitere Studien erst noch klären.

Das internationale Expertengremium AF-Screen ist jedenfalls der Ansicht, dass ein flächendeckendes Screening auf Vorhofflimmern weltweit hundert­tausende Schlaganfälle verhindern könnte. AF steht übrigens für atrial fibrillation, die englische Bezeichnung für Vorhofflimmern. AF-Screen ist ein Verbund, in dem sich inzwischen immerhin 147 Kardiologen, Neurologen, Hausärzte, Gesund­heitsökonomen, Pfleger, Apotheker und Vertreter von Patientenorganisationen aus 37 Ländern zusammengeschlossen haben. In einer Publikation in Circulation schreibt AF-Screen auch, dass für die Bestätigung der Diagnose Vorhofflimmern ein EKG erforderlich ist. Damit sollten zum Screening von Vorhofflimmern nach Ansicht von AF-Screen Devices, die ein zuverlässiges EKG liefern gegenüber Puls-basierten Devices bevorzugt werden.

Über eine pulsbasierte Lösung zum Vorhofflimmern-Screening, die ein deutsches Unternehmen entwickelt hat haben wir bereits berichtet. Mit der Preventicus Heartbeat App können Patienten selbst ihren Herzrhythmus mit dem Smartphone ohne weiteres Zubehör erfassen und dokumentieren.

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Bakterien-Pille erkennt gastrointestinale Blutungen

Forscher haben einen Biosensor in Form einer Pille entwickelt, der mithilfe von gentechnisch veränderten Bakterien Darmblutungen diagnostizieren kann. Hierfür haben sie Bakterien so verändert, dass sie quasi die Aufgabe von Messgeräten übernehmen. Dabei wurde das Erbgut von E. coli Nissle 1917 so modifiziert, dass die Bakterien aufleuchten, wenn sie Hämoglobin (ein Marker für gastrointestinale Blutungen) in ihrer Umgebung haben. 

Wie findet die Pille gastrointestinale Blutungen?

Die Bakterien befinden sich in 4 kleinen Tanks. Die Tanks haben auf der einen Seite eine Membran. Diese Membran ist aber nur für Hämoglobin nicht aber für Bakterien durchlässig. Auf dem Boden der Tanks befinden sich Lichtdetektoren. Sie erzeugen ein Signal, das an einen WLAN-Sender weitergeleitet wird. Der gesamte Sensor inklusive Bakterientanks, Mikroelektronik und einer 2,7-Volt-Batterie hat Platz in einer 1,5 Zoll langen Pille, die nur dort kleine Öffnungen hat, wo die 4 Bakterientanks mit der Membran abgedeckt sind.

Wer ganz genau wissen will, wie das funktioniert, kann das in dieser Publikation nachlesen.

Hintergrund gastrointestinale Blutungen

Als Gastrointestinale Blutung (GI) bezeichnet man einen Blutverlust aus dem Verdauungstrakt, d. h. aus dem Speiseröhre-Magen-Darm-Bereich. Sofern eine GI-Blutung nicht akut ist, kann sie auch als versteckte Sickerblutung über längere Zeit unbemerkt bleiben. Da sich dahinter aber auch eine schwerwiegende Erkrankung wie Darmkrebs verbergen kann, ist ein frühzeitige Diagnose wichtig. Herkömmlicherweise kommen hier Tests auf okkultes Blut im Stuhl zum Einsatz. Um eine Blutungsquelle genau zu indentifzieren, kommt man allerdings um eine endoskopische Untersuchung (Spiegelung) nicht herum.

Was macht die Erfindung so interessant?

Während der Darmpassage soll die Pille an genau der Stelle der Blutung ein Signal aussenden, das Ärzte dann mit einem Empfänger orten können. Sofern das funktioniert, wäre das natürlich genial und würde den Patienten möglicherweise immerhin mal die erste Spiegelung ersparen, wenn der Verdacht auf eine Blutung besteht.

Bislang wurde die Pille aber nur an Schweinen gestestet. Ob sie jemals die Marktreife erlangt, wird sich weisen.

P. s.: Einen weiteren interessanten Beitrag von mir über einen Miniroboter zum Schlucken, der gezielt Medikamente im Körper platzieren kann, findet ihr hier.

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Kontaktlinse misst Blutzucker?

Eine digitale Kontaktlinse, die Tränen von Menschen mit Diabetes sekündlich nach dem Blutzuckerwert analysiert, den Träger vor einer Blutzuckerentgleisung warnt und die Daten zur Auswertung an das Smartphone sendet.

Seit Jahren forschen Unternehmen und Labore nach einer Lösung, die die zurzeit alternativlose Blutentnahme über das „Piksen“ des Fingers ersetzen kann. Gerade für Typ-1-Diabetiker, die mehrfach am Tag ihren Blutzuckerspiegel kontrollieren müssen, wäre dies eine echte Alternative. Zukunftsmusik?

Blutzucker messen mittels smarter Linse

Bereits im Jahr 2014 stellte ein Forscherteam des Google X Forschungslabors sein Smart Contact Lens Project vor. Eine Kontaktlinse, die den Blutzuckerspiegel über die Tränenflüssigkeit misst. Bis heute hat es der Prototyp nicht zur Marktreife geschafft.

Forscher des Ulsan National Institute of Science and Technology in Südkorea haben nun eine Linse entwickelt, die die Nachteile bisheriger Prototypen offensichtlich nicht hat. Diese waren zum einen zu hart und reizten die Augen ihrer Träger; und zum anderen nicht völlig lichtdurchlässig, so dass sie die Sicht einschränkten.

Smarte Linse aus Südkorea

Der Sensor in der weichen Kontaktlinse des Ulsan National Institute misst den Blutzuckerspiegel anhand der Tränenflüssigkeit. Ein kleines LED-Licht zeigt das Ergebnis an. Die benötigten Bestandteile hierfür sind in ein transparentes, maximal flexibles Nanomaterial eingebettet, das – laut der Forschergruppe aus Südkorea – angenehm zu tragen ist und die Sicht nicht trübt oder verzerrt. Über eine eingebaute, durchsichtige Antenne wird die Linse drahtlos mit Energie versorgt. Registriert der Sensor, der die Tränenflüssigkeit misst, dass der Blutzuckerspiegel zu hoch ist, geht ein kleiner LED-Pixel in der Linse aus. Solange alles in Ordnung ist, ist das Licht an. Die Information „Blutzucker hoch“ erfolgt also über ein visuelles Signal.

Ein zusätzliches Gerät, das die Messergebnisse empfängt, müssen Nutzer nicht mit sich tragen. Die gemessenen Werte werden direkt in der Linse visualisiert.

Getestet wurde die Linse bereits an Kaninchen. Hier hat sich gezeigt, dass sie einen Anstieg des Blutzuckerspiegels zuverlässig kommuniziert. Um klinische Studien am Patienten durchführen zu können, müssen die Forscher aus Südkorea nun eine Firma finden, die die Linse produziert.

Mein Fazit

Potential für mehr!

  • Erstens: Die jeweilige Insulindosis, die gespritzt werden muss, berechnet der Patient auf Basis des aktuellen Blutzuckerwertes. Diesen liefert die Linse nicht. Also zurück zum Piks und die Messung im Blut, um die richtige Dosis zu bestimmen.
  • Zweitens: Gemessen wird der Glukosewert des Gewebes und nicht des Bluts. Bis der über das Gewebe im Auge angekommen ist, kann bis zu einer Stunde vergehen. Das kann zu spät sein.
  • Drittens: Blutzucker hoch, Licht aus. Aber was ist mit der Unterzuckerung? Brauchen wir nicht? Denn die macht sich ja durch körperliche Symptome bemerkbar. Schwitzen, Herzjagen, Heißhunger, weite Pupillen, Zittern, Kopfschmerzen? Gefährlich gedacht, denn nicht jeder spürt das körpereigene Alarmsystem frühzeitig. Wenn dann erst mal eine Bewusstseinsstörung oder Krampfanfälle da sind ist es zu spät für den Betroffenen, noch selbst gegen zu steuern.

Fazit: Definitiv Zukunftsmusik. Aber ein echt gut gedachter Ansatz. Deshalb: bitte daran weiter forschen.

Studie in Science Advances 2018: Soft, smart contact lenses

 

P.S. Was das Thema unblutige Blutzuckermessung betrifft sind die Südkoreaner sehr umtriebig. Eine andere Arbeit beschäftigt sich mit einem Closed-Loop-System, das die Zuckerkonzentration im Schweiß misst und dann den Arzneiwirkstoff Metformin über ein transdermales therapeutisches System abgibt. Auch noch Zukunftsmusik, aber auch spannend.

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