Biomedizinisches Tattoo
Künstlicher Leberfleck als Krebs-Frühwarnsystem
Ein Tumor entsteht, die Haut signalisiert dies mit einem Leberfleck: so das Konzept von Forschern. Ein Prototyp funktioniert bereits.
Veröffentlicht:
Ist der Kalziumpegel im Blut über längere Zeit zu hoch, stösst ein unter der Haut eingesetztes Implantat die Produktion von Melanin an. Dadurch bildet sich dort ein Leberfleck (Bild nachgestellt).
© ETH Zürich
ZÜRICH. Forscher haben ein synthetisches Muttermal entwickelt, das Alarm schlägt, wenn sich ein Tumor bildet. Das Frühwarnsystem besteht aus menschlichen Zellen, die die Wissenschaftler in ein Implantat gepackt haben und unter die Haut implantieren. Eine Machbarkeitsstudie steht im Magazin "Science Translational Medicine" (doi: 10.1126/scitranslmed.aap8562).
Das Implantat misst kontinuierlich die Kalzium-Konzentration im Blut. Steigt der Kalzium-Pegel über längere Zeit über einen definierten Wert, löst das Implantat eine Signalkaskade aus, so die Schweizer. Der körpereigene Bräunungsstoff Melanin wird durch die Kaskade in den künstlichen Zellen produziert – die Zellen färben sich braun.
Gang zum Arzt, wenn Fleck erscheint
"Ein Implantatträger sollte dann bei Erscheinen des Leberflecks zur weiteren Abklärung zu einem Arzt gehen", sagt Martin Fussenegger, Professor für Biotechnologie und Bioengineering. Fussenegger beschwichtigt, dass der Fleck lediglich bedeute, dass eine ärztliche Abklärung nötig sei und gegebenenfalls eine Behandlung: "Der Leberfleck bedeutet ja nicht, dass die Person bald sterben muss".
Der Biomarker kann auf die Entstehung der vier häufigsten Tumorarten hinweisen, schreiben die Forscher der ETH Zürich in einer Mitteilung. Die überwachten Krebsarten seien:
- Prostata-
- Lungen-
- Dickdarm-
- und Brustkrebs.
Preiswerte und einfache Selbstkontrolle?
Günstig sei das unter die Haut implantierte genetische Netzwerk. Die Selbstkontrolle erhöhe zudem die Überlebenschancen von Früherkrankten. Wollen Patienten sich nicht einem möglichen permanenten Kontrollstress aussetzen, könnten die Zellen auch andere Signalwege wählen. So könnten sie einen Fleck produzieren, dessen Farbstoff nur unter Speziallicht sichtbar ist. Dann müsste der Implantatträger zum Arzt zur Untersuchung.
Der Prototyp habe bisher zuverlässig bei Mäusen und Schweinenschwarten funktioniert. Zehn Jahre Entwicklungszeit bis ein marktreifes Implantat für Menschen entwickelt worden ist, prognostiziert Fussenegger. Bisher krankte das System an einer kurzen Lebensdauer. "Verkapselte Lebendzellen halten gemäß anderen Studien rund ein Jahr. Danach müssen sie inaktiviert und ersetzt werden", erklärt Martin Fussenegger.
Das "Biomedizinische Tattoo" könnte auch andere Biomarker als Kalzium messen. Damit kann die Erfindung potenziell auch zur Früherkennung anderer Krankheiten eingesetzt werden, wie neurodegenerative Erkrankungen oder Hormonstörungen, hoffen die Züricher Forscher.
