Ein sensitiver diagnostischer Test für Alzheimer-Krankheit
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine der größten medizinischen Herausforderungen in den westlichen Ländern. Derzeitige diagnostische Methoden sind vor allem zeitaufwändig, zudem mangelt es an Tests zur Beobachtung des Krankheitsverlaufs. So wird unermüdlich an diagnostischen und prognostischen Methoden geforscht, die das Leiden der Patienten lindern können und eine kontinuierliche Überwachung ermöglichen. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt (Quantum dot-based highly sensitive immunoassays for multiplexed diagnostics of Alzheimer's disease) (NANOGNOSTICS) sollte eine innovative Diagnosemethode für AD-bedingte Veränderungen der Proteinexpression entwickeln. Die Technologie von NANOGNOSTICS beruht auf einem Multiplex-Immunoassay, bei dem Biomarker durch zwei unterschiedlich markierte Antikörper detektiert werden. Erkennen die beiden Antikörper das gleiche Molekül, entsteht eine Proximität und es kommt zu einem physikalischen Phänomen, dem so genannten Fluoreszenz-Resonanz-Transfer (FRET). Damit dies stattfindet, muss sich das Emissions- und Absorptionsspektrum der verwendeten Farbstoffe überlappen, und die Antikörper müssen auf demselben Molekül durch Biotin-Streptavidin-Interaktion (eine andere Art starker Bindung) zusammengebracht werden. Der Vorteil dieser Technologie gegenüber herkömmlichen Immunoassays liegt in der Erweiterung der Signale und der höheren Sensitivität, mit der selbst kleinste Proteinmengen im menschlichen Blut nachgewiesen werden können. Die Forscher gehen davon aus, dass der Nachweis der Erkrankung mittels Blutprobe nicht mehr als 10 Minuten benötigt. Als Alternative zu Fluoreszenzfarbstoffen befassten sich die Projektpartner mit Nanopartikeln, so genannten Halbleiter-Quantenpunkten (QD). Deren einzigartige photophysikalische Eigenschaften in Kombination mit größenabhängiger Absorption und Emissionswellenlänge machen sie zum idealen Kandidaten für solche Zwecke. So wurde eine Vielzahl von QD auf ihre Nachhaltigkeit und den möglichen Einsatz in hochsensitiven klinischen FRET-Bioassays geprüft. Weiterhin wurde die Anwendbarkeit verschiedener Proteine als biologische Marker für AD untersucht mit dem Schwerpunkt auf dem Wachstumsfaktor VEGF, EGF und L-Selectin. Entwickelt wurden darüber hinaus weitere Assays für Amyloid-Beta-Aggregate – dem entscheidenden Merkmal von Alzheimer. Die NANOGNOSTICS-Assays wurden an Blut- und Liquorproben von AD-Patienten getestet. Mit der hochspezifischen und sensitiven Detektion von VEGF bestätigte sich die Machbarkeit des Assays zur Detektion biologischer Marker. Obwohl die Technologie die Sensitivität der Proteindetektion und die Früherkennung von AD verbessert, sind berichtete Inkonsistenzen bei AD-Markern allerdings noch zu hoch und verbieten damit den klinischen Einsatz.
Schlüsselbegriffe
Alzheimer-Krankheit, Biomarker, Fluoreszenzresonanztransfer, Immunassay, Quantenpunkte, Diagnostik
