Medizin

Neuer Ansatz zum Tuberkulose-Nachweis per Chip

Freitag, 31. Juli 2009

Boston – Einen sehr einfachen Ansatz für den raschen Nachweis von Pathogenen haben Forscher um Ralph Weissleder von der Harvard Medical School entwickelt. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie (2009, 121: 5767-5760) berichten, basiert er auf magnetischen Nanopartikeln und einer magnetischen Kernresonanz-(NMR)-Messung.

Für ihre Tests verwendeten die Forscher das Bacille Calmette-Guérin (BCG), ein nach seinen Entwicklern benanntes Mykobakterium, das Anfang des 20. Jahrhunderts aus Rindertuberkelbazillen gezüchtet wurde. Es handelt sich dabei um einen abgeschwächten Stamm, der als Lebendimpfstoff gegen Tuberkulose eingesetzt wird.

Zudem dient er in der Forschung als Modell für den wahren Tuberkulose-Erreger Mycobacterium tuberculosis. So funktioniert der Test: Eine Probe wird mit einer Lösung inkubiert, die magnetische Nanopartikel enthält. Diese Nanopartikel bestehen aus einem Eisenkern, der von einer Schale aus Ferrit umgeben ist.

An die Oberfläche der Nanopartikel knüpften die Forscher Anti-BCG-Antikörper. Sind BCG-Bazillen in der Probe vorhanden, binden die Antikörper daran und bestücken die Bazillen auf diese Weise mit Magnetpartikeln.

zum Thema Ralph Weissleder, Harvard Medical School, Boston (USA) Abstract der Studie

Nun wird die Flüssigkeit durch Mikrokanälchen in eine winzige Kammer eines mikrofluidischen Chips geleitet. Am Ausgang der Kammer befindet sich eine Membran, die die Bazillen zurückhält, die restliche Lösung inklusive überschüssiger Magnetpartikel aber durchlässt. Auf diese Weise reichern sich die Bazillen in der Kammer an.

Die Kammer ist von einer kleinen Spule umgeben, die das für Kernresonanzmessungen notwendige Magnetfeld erzeugt. Die Messungen ähneln einer klinischen Kernspintomographie. Die mit Magnetpartikeln bestückten Bazillen beeinflussen das Verhalten der Kernspins der Wassermoleküle in der Kammer.

Dies lässt sich mit einem miniaturisierten NMR-Handgerät direkt auf dem Chip detektieren. Den Wissenschaftlern gelang es, schon 20 Bazillen in einem Milliliter einer Auswurfprobe binnen 30 Minuten nachzuweisen. © hil/aerzteblatt.de

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