Forscher entwickeln Mini-Labor fürs Handy
05.02.2015
Krankheiten wie HIV oder Syphilis könnten zukünftig schneller und günstiger mittels eines „Mini-Labors“ im Smartphone diagnostiziert werden. Dies berichten Forscher der Columbia University in New York aktuell im Fachmagazin "Science Translational Medicine". Demnach benötige das neue Gerät kaum Strom und sei vor allem für den Einsatz in Entwicklungsländern geeignet. Dadurch könne eine neue Chance geschaffen werden, die Ausbreitung von sexuell übertragbaren Infektionen in den betroffenen Ländern einzudämmen.
Vielen HIV und AIDS-Infizierten fehlt der Zugang zu Therapien oder Tests
Um Krankheiten wie HIV oder Syphilis diagnostizieren zu können, waren bislang teure und aufwändige Tests notwendig, die nur in Krankenhäusern oder Gesundheitszentren durchgeführt werden konnten. Eine schwierige Situation, denn zwei Drittel aller HIV und AIDS-Infizierten leben nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) im südlichen Afrika und haben dementsprechend in den meisten Fällen keinen Zugang zu Therapien oder zuverlässigen Tests. In der Folge sind sich viele Betroffene ihrer Erkrankung nicht einmal bewusst, was die AIDS-Problematik in den Entwicklungsländern zusätzlich verschärft.
Kleine ansteckbare Laboreinheit wird mit Smartphone verbunden
Doch nun könnte ein neues Gerät Abhilfe schaffen, welches keine geregelte Stromversorgung benötigt und dadurch eine schnelle und zuverlässige Diagnose direkt vor Ort ermöglicht. Wie Tassaneewan Laksanasopin von der Columbia University in New York und seine Kollegen im Fachmagazin "Science Translational Medicine" berichten, handele es sich dabei um eine ansteckbare Laboreinheit, die mit einem Smartphone verbunden wird, wobei diese so klein sei, dass das Telefon auch weiterhin gut in eine Hand passe. Wie die Forscher weiter erklären, bestehe das Mini-Labor aus einem geknickten Plastikbehälter, der im oberen Teil bereits Reagenzien für drei verschiedene so genannte „Immunassays“ enthalte. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Methoden der Bioanalytik, welche auf krankheitsspezifische Antikörper im Blut reagieren und dementsprechend HIV und eine aktive sowie inaktive Syphilis nachweisen können.
Ein Tropfen Blut aus der Fingerspitze reicht aus
Für das neue Testgerät reiche bereits ein Tropfen Blut aus der Fingerspitze des Patienten, welcher
verdünnt auf den unteren Teil des Behälters gegeben wird. Von dort aus werde das Blut mittels einer kleinen Gummipumpe in den Testbereich transportiert, anschließend würde das Ergebnis über die Lautsprecherbuchse des Smartphones an eine zuvor installierte Software übertragen. Dabei benötige der mobile Handy-Aufsatz keinen eigenen Strom, zudem sei er nach entsprechender Reinigung wieder verwendbar. „Die Lautsprecherbuchse des Handys reicht aus, um den gesamten Analysevorgang samt Waschen und Datentransfer mit Strom zu versorgen", erklären die Forscher.
Mini-Labor eröffnet neue Möglichkeiten der medizinischen Versorgung und Prävention
Dadurch könne das Minilabor auch an Orten eingesetzt werden, an denen keine geregelte Stromversorgung vorhanden ist und eröffne damit ganz neue Möglichkeiten der medizinischen Versorgung und Prävention. „Wenn wir auf diese Weise mehr Syphilis-Infektionen frühzeitig erkennen, können wir Todesfälle durch diese Krankheit um das Zehnfache verringern", schreibt Seniorautor Samuel Sia von der Columbia University. Auch HIV könne durch die ans Handy gekoppelten Mini-Labore zukünftig schneller erkannt und therapiert werden, was gerade in den Entwicklungsländern eine neue Chance wäre, die rasante Ausbreitung der Krankheit zu stoppen.
Eine Akkuladung ausreichend für 41 Tests
Die Eignung der Geräte war den Forschern nach bereits in einer Klinik in Ruanda getestet worden, indem fünf einheimische Krankenschwestern den Test bereits nach einer kurzen Einführung erfolgreich bei Patienten angewendet hatten. Demnach hatte sich gezeigt, dass mit einem voll geladenem Smartphone samt angestecktem Minilabor 41 Patienten auf HIV und Syphilis getestet werden konnten. Um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Gerätes zu überprüfen, hatten die Forscher noch eine zweite Blutprobe der Probanden im Labor untersucht, deren Infektionsstatus zuvor unbekannt war: „Mit einer Sensitivität von 92 bis 100 Prozent und einer Spezifität von 79 bis 100 Prozent entsprachen die Ergebnisse unseres Dreifachtests denen des medizinischen Goldstandards", berichten Laksanasopin und seine Kollegen.
Produktionspreis von lediglich 34 US-Dollar Zudem zeigte sich, dass die Testreagenzien bis zu sechs Monate haltbar waren, was vor dem Hintergrund eines möglichen Einsatzes in den Entwicklungsländern einen wichtigen Aspekt darstellt. Denn dadurch verursache das neue Test-Gerät mit einem Produktionspreis von rund 34$ deutlich weniger Kosten als eine normale Laborausstattung, die im Normalfall etwa 20.000 US-Dollar kosten würde. Nun sei den Forschern nach eine größere Studie geplant, welche hoffentlich dazu beitrage, dass die WHO das neue Gerät schnell zulasse, um es so bald wie möglich in den betroffenen Regionen einsetzen zu können. „Diese Arbeit zeigt, dass die Kopplung der Mikrofluidik mit den jüngsten Fortschritten in der Unterhaltungselektronik bestimmte Labor-basierte Diagnosen für nahezu jede Bevölkerung mit Smartphone-Zugang ermöglichen könnte“ , so die Forscher im "Science Translational Medicine". (nr)
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