Diagnose per Handy: Forscher haben ein Mini-Labor fürs Smartphone entwickelt, das Infektionen mit Malaria, HIV oder Coronaviren diagnostizieren kann. Für den Schnelltest per Handy wird ein spezieller Plastikchip mit Speichel oder Blut des Patienten genutzt – über eine App kann das Ergebnis direkt an einen Arzt weitergeleitet werden. Vor allem Entwicklungsländer ohne moderne medizinische Versorgung könnten von dem neuen Gerät profitieren, wie das Team erklärt.
Smartphones sind für viele Menschen ein ständiger Begleiter – und werden längst nicht mehr nur zum Telefonieren und Surfen genutzt. Sogar als Arztersatz oder Mini-Labor fungieren die Geräte inzwischen. So haben Forscher bereits ein Handy-Mikroskop entwickelt, das Parasiten wie den Erreger der Flussblindheit erkennt. Auch Smartphone-Aufsätze zur Kontrolle der Spermienqualität oder Apps, die Frühzeichen von Demenz erkennen, gibt es schon.
Sthitodhi Ghosh von der University of Cincinnati und seine Kollegen präsentieren nun einen Handyaufsatz, der in Zukunft Infektionen mit Malaria, HIV, Coronaviren oder anderen Erregern diagnostizieren könnte. Dafür muss sich der Patient einfach einen Plastikteststreifen in den Mund stecken und diesen dann in einen dafür vorgesehenen Schlitz stecken.
Automatische Speichelanalyse
Der Clou: Der Laborchip aus Plastik nutzt natürliche Kapillarkräfte aus, um den Speichel – oder alternativ auch Blut – der Testperson in zwei winzige Kanäle mit gefriergetrockneten Stoffen hineinzuziehen, die dadurch wieder reaktiviert werden. In einem dieser Kanäle wird die Probe mit Antikörpern vermischt. Diese binden im Falle einer Infektion an Antigenstrukturen der Erreger.
Der zweite Kanal enthält Substanzen, die durch chemische Reaktionen elektromagnetische Strahlung aussenden. Durch diese Chemolumineszenz wird das Testergebnis angezeigt, wenn die Proben schließlich auf optischen Sensoren wieder zusammengeführt werden. „Der gesamte Testvorgang läuft automatisch ab. Man muss nichts tun“, erklärt Ghosh. Nach der Analyse kann der Befund über eine App sofort an den behandelnden Arzt geschickt werden.
Von Malaria bis Depressionen
Für ihre Studie testeten die Wissenschaftler das Smartphone-Labor mit Malaria-Erregern. Dabei zeigte sich, dass der Test empfindlich genug war, um eine aktive Infektion mit den Parasiten verlässlich zu erkennen. „Die Leistung ist vergleichbar mit gängigen Labortests, aber die Kosten sind niedriger“, sagt Mitautor Chong Ahn. Theoretisch lassen sich mit dem Gerät auch eine Reihe anderer Infektionskrankheiten oder sogar psychische Erkrankungen wie Depressionen diagnostizieren, wie Ghosh und seine Kollegen betonen. Denn neben Viren und Co kann das Verfahren auch Hormone und andere Biomarker detektieren.
In einem nächsten Schritt wollen die Forscher nach Möglichkeiten suchen, ihre Entwicklung zu kommerzialisieren. Ihrer Ansicht nach bietet das Verfahren wesentliche Vorteile: So werden dadurch schnelle Tests und Diagnosen sogar von Zuhause aus möglich. „Aktuell dauert es meist mehrere Stunden oder Tage, bis ein Laborergebnis vorliegt. So verstreicht wertvolle Zeit, in der sich die Krankheit weiter ausbreiten kann“, sagt Ahn.
Chance für Entwicklungsländer
Von dem Test per Handy könnten insbesondere auch Entwicklungsländer profitieren, in denen es oft an teuren Laborgeräten und ausgebildetem Personal mangelt. „Verlässliche, einfach anwendbare und günstige Diagnosewerkzeuge wie unseres können die Versorgung verbessern und die Vorbeugung von Ausbrüchen und Epidemien effizienter machen“, so das Fazit des Teams. (Nature Microsystems & Nanoengineering, 2020; doi: 10.1038/s41378-019-0108-8)
Quelle: University of Cincinnati
