Tumordiagnostik in zehn Minuten

Forscher entwickeln Krebs-Schnelltest Deniz Cicek-Görkem, 11.12.2018 13:34 Uhr

Wie aus der Studie zu entnehmen ist, konzentrierten sich bislang die meisten Forschungen auf die biologischen Folgen der Veränderungen der DNA-Methylierungsmuster, während deren Einfluss auf die physikochemischen Eigenschaften der DNA noch unerforscht sei. Die Wissenschaftler untersuchten deshalb den Einfluss der Konzentrationen und der genomischen Verteilung von der modifizierten DNA-Nukleinbase 5-Methylcytosin auf die physikochemischen Eigenschaften der Erbinformation, um den Biomarker zu detektieren. Die Substanz wird in vivo nach der DNA-Synthese aus Cytosin durch Hinzufügen einer Methylgruppe gebildet. Sie spielt eine wichtige Rolle in der Epigenetik und ist an der An- und Abschaltung von Genen und wahrscheinlich auch an der Organisation der DNA in Chromosomen beteiligt.

Die Forscher legen nahe, dass die DNA-Synthese durch die von Methylcytosin induzierten verschiedenen Methylierungsmuster stark beeinflusst wird, was zu grundlegenden Unterschieden zwischen krebsartigen und normalen Genomen führt. Diese Unterschiede nutzten sie, um hochempfindliche und selektive elektrochemische oder colorimetrische Assays zum Nachweis von Krebs zu entwickeln. Die Analysezeit des Schnelltest liegt den Studienergebnissen zufolge bei weniger als zehn Minuten und erfordert lediglich eine minimale DNA-Probe. Bisher wird Krebs, abhängig von der Art, mittels verschiedener Verfahren wie Darmspiegelung oder Mammographie diagnostiziert. Das ist im Vergleich zu einem Schnelltest mit einem größeren Aufwand verbunden.

Laut Studienleiter Trau führen die Cluster von Methylgruppen, die in einer Lösung angeordnet waren, dazu, dass sich Krebs-DNA-Fragmente in einzigartige dreidimensionale Nanostrukturen falten, die leicht durch Anhaften an festen Oberflächen wie Gold getrennt werden können. „Wir haben einen einfachen Test mit Goldnanopartikeln entwickelt, die sofort die Farbe ändern, um festzustellen, ob 3D-Nanostrukturen von Krebs-DNA vorhanden sind“, so der Professor. Die neue Technologie habe sich in Tests mit 200 menschlichen Proben mit Krebszellen und gesunder DNA als zu 90 Prozent genau erwiesen. Dem Forscher zufolge ist die Entdeckung, dass gesunde DNA und Krebs-DNA völlig unterschiedliche 3D-Strukturen bilden, ein Durchbruch in der nicht-invasiven Erkennung von Krebs in jedem Gewebetyp.

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