Gesundheit

Melanom: Nanosensor ersetzt Hundenase

Es begann 1989 mit einem Bericht im Lancet. Britische Dermatologen berichteten damals über eine Patientin, deren Hund ein auffallendes Interesse an einem ihrer Muttermale gezeigt hatte. Die Mischung aus Border-Collie und Doberman-Pinscher soll sogar einmal versucht haben, die störende Stelle per Biss zu entfernen. Diese Aufgabe hatte die Frau dann doch lieber den Ärzten überlassen – die prompt ein malignes Melanom diagnostizierten. Damit war die Krebsfrüherkennung auf den Hund gekommen. 

Es folgten weitere Berichte und erste Studien, in denen Hunde Blasenkrebs am Geruch des Urins und Lungenkrebs am Atem der Patienten erkannten. In der Praxis dürften sich Krebsspürhunde kaum durchsetzen. Am Monell Chemical Senses Center in Philadelphia arbeiten die Forscher deshalb an einem technischen Geruchssensor. In einem ersten Schritt hat das Team um Charlie Johnson untersucht, welche flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) Melanomzellen freisetzen und wie sich diese Zellen von gesunden Melanozyten unterscheiden.

Dazu wurden im Labor die „Dämpfe“ von Melanomzellen aufgefangen und gefiltert. Die Moleküle wurden dann in einer Gaschromatographie voneinander getrennt und mit einem Massenspektrometer analysiert. Wie Johnson berichtet, gab es zahlreiche Unterschiede zwischen normalen Zellen und Krebs­zellen. So wurde der Alkohol 3-Methyl-1-Butanol von den Melanomzellen in höherer Konzentration an die Luft abgegeben, während Isovaleriansäure vermindert war. Beide Moleküle sind Abbauprodukte der Aminosäure Leucin, die offenbar in den Melanomzellen anders verstoffwechselt wird. Melanomzellen setzten auch Dimethyldisulfid oder -trisulfid frei, die in gesunden Zellen nicht gefunden wurden.   

Auch wenn Gaschromatographie und Massenspektrometer in einem Gerät gekoppelt sind, wäre die Untersuchung zur Diagnose eines Melanoms, die mit einem geschulten Auge auch klinisch möglich ist (mit histologischer Bestätigung nach Exzision) viel zu aufwendig. Johnsson hat jedoch einen sogenannten Nanosensor entwickelt. Bei den DNA-CNT („DNA-carbon nanotube“) handelt es sich um kleine Röhrchen, die mit Molekülen besetzt sind, die bestimmte VOC erkennen können. Johnson kann in der Studie zeigen, dass diese Nanosensoren im Prinzip in der Lage wären, Melanome zu diagnostizieren.

Wie ausgereift die Geräte sind, lässt die Studie allerdings offen. Bislang wurden sie nur im Labor eingesetzt. Im nächsten Schritt wollen die Forscher untersuchen, ob die Sensoren auch bei einer klinischen Untersuchung bei Patienten mit bekanntem Melanom anschlagen. Sollte dies der Fall sein, könnte am Ende ein tragbares Gerät herauskommen, dessen Anwendung weit über die Diagnose von Melanomen hinausreichen könnte.