Krebs: Optik-Biosensor liefert frühe Diagnose
Korea Institute of Materials Science: Kleine Mengen der Krebs-DNA rasch im Blut nachweisbar
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Bluttest: Ergebnis liegt in 20 Minuten vor (Foto: pixabay.com, fernando zhiminaicela) |
Changwon (pte014/10.07.2025/10:30)
Forscher des Korea Institute of Materials Science haben einen optischen Biosensor entwickelt, der bereits winzige Mengen der DNA von Krebszellen im Blut nachweisen kann. Seine hohe Empfindlichkeit ermöglicht eine deutlich frühere Krebsdiagnose als üblich, heißt es. Der Bionsensor beruht nur auf Lichtsignalen und einer KI-basierten Analyse. Die Empfindlichkeit der Biosensoren verbessert sich um das Tausendfache, so die Wissenschaftler.
Geringe Konzentration
Beim Entstehen von Krebszellen kommt es im Blutkreislauf zu kaum wahrnehmbaren chemischen Veränderungen an der Oberfläche der DNA, also zur sogenannten DNA-Methylierung. Im Frühstadium der Erkrankung ist die Konzentration der metylierten DNA jedoch extrem gering. Daher ist sie mit konventionellen Biosensoren nur schwer nachzuweisen. Genau hier setzt die neue Biosensor-Materialtechnologie an.
Das Team um Forschungsleiter Ho Sang Jung hat die hochempfindliche optische Signalisierung und eine KI-Analyse mit plasmonischen Materialien kombiniert. Diese Materialien können bei der Reaktion auf Licht die optischen Signale von DNA-Molekülen um mehr als das 100-Millionenfache verstärken. Damit lassen sich bereits sehr geringe Mengen von DNA nachweisen. Der neue Biosensor weist metylierte DNA schon bei Konzentrationen von 25 fg/mL nach.
Genauigkeit 99 Prozent
Die Forscher haben den Biosensor an Blutproben von 60 Patienten mit kolorektalen Karzinomen getestet und erreichten eine Genauigkeitsrate von 99 Prozent. Zudem konnte der Biosensor erfolgreich zwischen den Stadien der Krebserkrankung unterscheiden. Für die Analyse waren nur 100 Mikroliter Blut erforderlich. Der Test war zudem innerhalb von 20 Minuten abgeschlossen.
Laut Jung stellt diese Technologie eine Diagnostikplattform der nächsten Generation dar. Sie kann nicht nur Krebs früh erkennen, sondern auch die Prognose und die Reaktion auf die Behandlung vorhersagen. "Wir planen, dieses Verfahren auf eine große Anzahl an Krankheiten wie Autoimmunerkrankungen und neurologische Leiden anzuwenden", so Jung. Die Forschungsergebnisse sind in "Advanced Science" nachzulesen.
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