Mikropflaster ersetzen Biopsien – eine neue Ära in der Krebsdiagnostik

Wissenschaftler am King's College London haben ein Pflaster entwickelt, das mit zig Millionen Nanonadeln – dünner als ein menschliches Haar – ausgestattet ist und molekulare Daten aus erkranktem Gewebe sammeln kann, ohne es zu schneiden oder zu beschädigen.

Die Technologie verspricht, herkömmliche Biopsien zu ersetzen und so Krankheiten wie Hirntumore und Alzheimer nicht-invasiv, schmerzlos und präzise in Echtzeit zu diagnostizieren und zu überwachen.

Biopsien sind weltweit ein gängiges Diagnoseverfahren, das jährlich millionenfach zur Erkennung von Krankheiten durchgeführt wird.

Allerdings handelt es sich um eine invasive Methode, die Schmerzen und mögliche Komplikationen verursacht und sich an derselben Gewebestelle nur schwer wiederholt durchführen lässt, insbesondere bei Organen wie dem Gehirn.

Das neue Pflaster verwendet winzige, gewebeschonende Nanonadeln, um „molekulare Fingerabdrücke“ – darunter Lipide, Proteine und mRNA – aus Zellen zu sammeln, ohne Gewebe zu entfernen.

Dank dieser Funktion können Ärzte den Krankheitsverlauf kontinuierlich überwachen und wiederholte Tests an derselben Stelle durchführen, ohne dem Patienten Schmerzen zuzufügen.

„Dieses bahnbrechende Ergebnis ist der Höhepunkt von zwölf Jahren Forschung im Bereich der Nanonadeln“, sagte Dr. Ciro Chiappini, der die in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlichte Studie leitete. „Wir eröffnen damit die Möglichkeit, Hirnpathologien zu überwachen und die personalisierte Medizin auf beispiellose Weise voranzutreiben.“

Präklinische Tests an Hirntumorgewebe von Patienten und Mäusen zeigten, dass die Technologie multidimensionale molekulare Informationen liefert und verschiedene Zelltypen innerhalb derselben Gewebeprobe unterscheiden kann – etwas, was mit herkömmlichen Biopsien nicht möglich ist.

Die Daten werden anschließend mittels Massenspektrometrie in Kombination mit künstlicher Intelligenz analysiert, wodurch das Vorhandensein von Tumoren, das Ansprechen auf die Behandlung und das Fortschreiten der Krankheit auf zellulärer Ebene bestimmt werden können.

Insbesondere bei Hirnoperationen kann das Aufbringen dieses Pflasters auf eine verdächtige Stelle innerhalb von 20 Minuten Ergebnisse liefern und den Ärzten so helfen, direkt vor Ort zu entscheiden, ob Gewebe entfernt werden soll oder nicht.

Nanonadeln werden mithilfe von Halbleiter-Mikrochip-Technologie hergestellt und können in viele bekannte medizinische Geräte wie Verbände, Endoskope oder Kontaktlinsen integriert werden.

Laut dem Forschungsteam verbessert diese Technologie nicht nur das Patientenerlebnis, sondern hilft Ärzten auch dabei, schnellere und genauere Entscheidungen zu treffen.

„Dies könnte das Ende schmerzhafter Biopsien bedeuten“, sagte Dr. Chiappini. „Wir eröffnen eine völlig neue Möglichkeit, Krankheiten zu diagnostizieren und zu überwachen: sicher, nicht-invasiv und reproduzierbar.“

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