KAUST und Oxford entwickeln elektronischen Sensor für Parkinson-Marker im Blut

Forscher der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) haben gemeinsam mit der University of Oxford einen elektronischen Sensor entwickelt, der molekulare Signaturen im Blut nachweisen kann, die mit der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht werden. Wie die staatliche Nachrichtenagentur SPA berichtete, wurde die Studie in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Die Technologie nutzt einen hochempfindlichen elektronischen Sensor, der an der KAUST entwickelt wurde und gleichzeitig drei verschiedene Formen von Alpha-Synuclein erkennt, eines Proteins, das eng mit der Parkinson-Krankheit assoziiert wird. Der Sensor kann diese Proteine in extrem niedrigen Konzentrationen nachweisen, die mit herkömmlichen analytischen Verfahren nur schwer messbar sind.

Das Verfahren isoliert zunächst winzige Pakete, die von Nervenzellen in den Blutkreislauf abgegeben werden, bevor deren Proteininhalte mit dem elektronischen Sensor analysiert werden. Im Zentrum der Technologie steht ein Transistor, der sehr kleine biologische Signale in deutlich größere elektronische Signale verstärkt. Dadurch lassen sich alle drei Formen von Alpha-Synuclein innerhalb von 40 Minuten messen.

Die Parkinson-Krankheit schädigt dopaminproduzierende Neuronen, was zu Problemen mit Bewegung, Gleichgewicht und anderen Körperfunktionen führt. Derzeit wird sie weitgehend durch klinische Beurteilung diagnostiziert, oft erst nachdem charakteristische Bewegungssymptome aufgetreten sind. Die Erkennung krankheitsbezogener Proteine, die aus dem Gehirn stammen, könnte ein früheres Zeitfenster für die Erkrankung eröffnen. Doch die Messung dieser Proteine im Blut ist extrem schwierig, weil mehr als 95 Prozent des zirkulierenden Alpha-Synucleins aus roten Blutkörperchen stammt und ein starkes Hintergrundrauschen erzeugt.

Das saudische Gesundheitssystem legt angesichts der steigenden Lebenserwartung zunehmenden Wert auf Prävention und Früherkennung. Die Lebenserwartung im Königreich ist auf 79,7 Jahre gestiegen und nähert sich dem Ziel der Saudi Vision 2030 von 80 Jahren, während der Anteil älterer Menschen in den kommenden Jahrzehnten deutlich wachsen dürfte. Vor diesem Hintergrund könnten Technologien, die eines Tages helfen, altersbedingte Erkrankungen zu erkennen, an Bedeutung gewinnen.

Der Bericht der staatlichen Nachrichtenagentur SPA enthielt keine Angaben dazu, wann der Sensor für den klinischen Einsatz verfügbar sein könnte, wie hoch die Kosten einer solchen Blutuntersuchung wären oder ob bereits weitere Studien mit Patientengruppen geplant sind.

Welche Einrichtungen haben den elektronischen Sensor für Parkinson-Marker entwickelt? Der Sensor wurde von Forschern der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) gemeinsam mit der University of Oxford entwickelt. Die Ergebnisse der Arbeit wurden in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht, wie die staatliche Nachrichtenagentur SPA berichtete. Im Zentrum steht ein hochempfindlicher elektronischer Sensor, der an der KAUST entwickelt wurde. Er kann gleichzeitig drei verschiedene Formen von Alpha-Synuclein nachweisen, eines Proteins, das eng mit der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht wird. Die Zusammenarbeit verbindet damit saudische Forschungskapazität mit britischer wissenschaftlicher Expertise.

Wie funktioniert der Nachweis der Parkinson-Proteine im Blut? Das Verfahren isoliert zunächst winzige Pakete, die von Nervenzellen in den Blutkreislauf abgegeben werden. Anschließend werden deren Proteininhalte mit dem elektronischen Sensor analysiert. Kernstück der Technologie ist ein Transistor, der sehr kleine biologische Signale in deutlich größere elektronische Signale verstärkt. Dadurch lassen sich alle drei Formen von Alpha-Synuclein innerhalb von 40 Minuten messen. Der Sensor erkennt diese Proteine in extrem niedrigen Konzentrationen, die mit herkömmlichen analytischen Verfahren nur schwer messbar sind. Das ist besonders wichtig, weil mehr als 95 Prozent des zirkulierenden Alpha-Synucleins aus roten Blutkörperchen stammt.

Warum ist der Nachweis von Alpha-Synuclein im Blut so schwierig? Mehr als 95 Prozent des zirkulierenden Alpha-Synucleins stammen aus roten Blutkörperchen. Dadurch entsteht ein starkes Hintergrundrauschen, das die Messung der krankheitsbezogenen Proteine aus dem Gehirn erheblich erschwert. Herkömmliche analytische Verfahren stoßen bei diesen extrem niedrigen Konzentrationen an ihre Grenzen. Der an der KAUST entwickelte elektronische Sensor kann die drei Formen des Proteins dennoch gleichzeitig erfassen. Die Parkinson-Krankheit schädigt dopaminproduzierende Neuronen und wird derzeit weitgehend durch klinische Beurteilung diagnostiziert, oft erst nach dem Auftreten charakteristischer Bewegungssymptome.

Welche Bedeutung hat die Früherkennung für das saudische Gesundheitssystem? Das Gesundheitssystem Saudi-Arabiens legt angesichts der steigenden Lebenserwartung zunehmenden Wert auf Prävention und Früherkennung. Die Lebenserwartung im Königreich ist auf 79,7 Jahre gestiegen und nähert sich dem Ziel der Saudi Vision 2030 von 80 Jahren. Der Anteil älterer Menschen dürfte in den kommenden Jahrzehnten deutlich wachsen. Vor diesem Hintergrund könnten Technologien an Bedeutung gewinnen, die eines Tages helfen, altersbedingte Erkrankungen zu erkennen. Der Sensor der KAUST und der University of Oxford ist ein Forschungsansatz, der in diese Richtung weist.

Was ist über den möglichen klinischen Einsatz des Sensors bekannt? Der Bericht der staatlichen Nachrichtenagentur SPA enthielt keine Angaben dazu, wann der Sensor für den klinischen Einsatz verfügbar sein könnte. Auch die Kosten einer solchen Blutuntersuchung wurden nicht genannt. Offen blieb ebenfalls, ob bereits weitere Studien mit Patientengruppen geplant sind. Bekannt ist, dass die Studie in Science Advances veröffentlicht wurde und dass der Sensor drei Formen von Alpha-Synuclein innerhalb von 40 Minuten messen kann. Die Parkinson-Krankheit wird derzeit weitgehend durch klinische Beurteilung diagnostiziert, oft erst nach dem Auftreten von Bewegungssymptomen.