NewsMedizin„Intelligente“ Bakterien diagnostizieren Krankheiten
Als E-Mail versenden...
Auf facebook teilen...
Twittern...
Drucken...

Medizin

„Intelligente“ Bakterien diagnostizieren Krankheiten

Freitag, 29. Mai 2015

https://www.ted.com/talks/tal_danino_we_can_use_bacteria_to_detect_cancer_and_maybe_treat_it?language=en#t-103176

Cambridge/Massachusetts/Montpellier – Labormediziner verwenden derzeit große Mühen darauf, Bakterien aus ihren Reagenzien fernzuhalten. In Zukunft könnten sie absichtlich Bakterien einsetzen, um beispielsweise Krebserkrankungen oder einen Diabetes zu diagnostizieren. Wie dies gehen könnte, beschreiben zwei Forscherteams aus den USA und Frankreich in Science Translational Medicine (2015; 7: 289ra83 und 289ra84).

Die Diagnose von Lebermetastasen könnte in Zukunft so aussehen: Die Patienten verzehren einen probiotischen Joghurt. Sie erhalten eine Injektion und 24 Stunden später verfärbt sich der Urin im Dunkeln rot. Dies funktioniert allerdings nicht mit Joghurts aus dem Bioladen. Er müsste schon gen-modifizierte Bakterien enthalten (für Bioläden nicht unbedingt attraktiv). Ein solches Bakterium hat ein US-Team hergestellt. Grundlage war Escherichia coli Nissle 1917, ein Oldtimer der probiotischen Bakterien.

Anzeige

Auch die nicht veränderten Probiotika gelangen nach dem Verzehr des Joghurts in kleinen Mengen aus dem Darm in die Pfortader. Bei Menschen hat dies keine Konse­quenzen, da das Immunsystem die Eindringlinge sofort beseitigt. Bei Patienten mit Lebermetastasen können die Bakterien jedoch die Tumore in der Leber infizieren. Sie ernähren sich dort von abgestorbenem Gewebe. In der blutleeren Umgebung sind sie zudem vor dem Zugriff des Immunsystems relativ gut geschützt.

Damit daraus ein diagnostischer Test wird, haben die US-Forscher um Sangeeta Bhatia vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge/Massachusetts zwei Veränderungen vorgenommen. Zum einen wurden die Bakterien mit dem Gen „lacZ“ ausgestattet. Es kodiert das Enzym Beta-Galaktosidase, das Laktose in Glukose und Galaktose aufspaltet. Zum zweiten wurde den Mäusen, an denen die ersten Versuche vorgenommen wurden, die Chemikalie „LuGal“ in die Vene injiziert. Es handelt sich um eine Verbindung aus Galaktose und Luciferin, die ebenfalls von der Beta-Galaktosidase gespalten wird. Das freigesetzte Luciferin wird dann über die Niere ausgeschieden.

Luciferin ist ein Lumineszenz-Farbstoff. Er verleiht Glühwürmchen die Fähigkeit, in der Dämmerung zu leuchten. Um Luciferin im Harn nachzuweisen, müsste der Harn kurz mit einer Lampe bestrahlt und dann das Licht ausgeschaltet werden. Bei den Versuchstieren hat dies laut Bhatia sehr gut funktioniert.

Die probiotischen Bakterien besiedelten fast 90 Prozent aller Lebermetastasen, und einen Tag nach der Injektion von „LuGal“ war der Farbumschlag im Urin sichtbar. Für ein positives Signal wurde nur ein Mikroliter Urin benötigt, schreibt der Forscher. Und der Test sei wesentlich sensitiver als bildgebende Verfahren. Während diese Metastasen erst ab der Ausdehnung von 1 cm2 erkennen, würde der neue Test bereits Metastasen von einem Durchmesser von 1 mm2 erkennen.

Auch der Biochemiker Jerome Bonnet von der Universität Montpellier in Frankreich schlägt die Verwendung von genmodifizierten Bakterien für die Harnanalyse von Krankheiten vor. Anders als ihre US-Kollegen wurden die Bakterien allerdings nicht in den Körper injiziert, sie dienten lediglich dazu, im Labor bestimmte Substanzen im Urin nachzuweisen.

Für die ersten Experimente verwendeten die Forscher Bakterien, die auf die Anwesen­heit von Glukose mit der vermehrten Bildung eines roten Fluoreszenzfarbstoffs rea­gierten. Laut Bonnet entspricht die Genauigkeit der eines Teststreifens. Wie bei den Teststreifen könnten im Prinzip Tests für unterschiedliche Nachweise entwickelt werden, hofft der Forscher.

Ob die beiden Tests sich für den klinischen Einsatz eignen, lässt sich nicht vorhersagen. Bei den Probiotika der US-Forscher sind sicherlich ausführliche Untersuchungen zur Sicherheit erforderlich. Der Glukosestest der französischen Forscher dürfte gegen die kostengünstigen und präzisen Labortests kaum eine Chance haben. Ein Nachteil ist sicherlich, dass die Ergebnisse erst nach einigen Stunden vorliegen.

© rme/aerzteblatt.de

Leserkommentare

E-Mail
Passwort

Registrieren

Um Artikel, Nachrichten oder Blogs kommentieren zu können, müssen Sie registriert sein. Sind sie bereits für den Newsletter oder den Stellenmarkt registriert, können Sie sich hier direkt anmelden.

LNS
VG Wort

Fachgebiet

Anzeige

Weitere...

Aktuelle Kommentare

Archiv

NEWSLETTER