Artikel zur Langlebigkeit

Blutbasierter Biosensor erkennt die Alzheimer-Krankheit genau

biosensor erkennt die Amyloid-Plaques der Alzheimer-Krankheit genau
  • Eine hochempfindliche Methode zur Erkennung der Alzheimer-Krankheit verwendet eine Kohlenstoffnanoröhre zur Messung von Beta-Amyloid-Plaques, die Biomarker der Krankheit sind.

  • Im Test ergab diese Methode eine durchschnittliche Empfindlichkeit von 90,0 %, eine Selektivität von 90,0 % und eine durchschnittliche Genauigkeit von 88,6 %.

Dieser Artikel wurde auf EurekAlert.org veröffentlicht:

Ein Forschungsteam am KAIST berichtete über einen klinisch genauen elektrischen Multiplex-Biosensor zur Erkennung der Alzheimer-Krankheit durch Messung seiner wichtigsten Biomarker mithilfe dicht ausgerichteter Kohlenstoff-Nanoröhrchen.

Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste neurodegenerative Erkrankung und betrifft jeden zehnten Menschen über 65 Jahre. Jüngsten Berichten zufolge kann eine frühzeitige Diagnose das Erkrankungsrisiko um ein Drittel senken. Allerdings bleibt die frühzeitige Diagnose aufgrund der geringen Genauigkeit, aber hohen Diagnosekosten eine Herausforderung.

Das von den Professoren Chan Beum Park und Steve Park geleitete Forschungsteam beschrieb einen hochempfindlichen Nachweis mehrerer zentraler Biomarker der Alzheimer-Krankheit in menschlichem Plasma. Das Team hat das Sensorarray entworfen, indem es dicht ausgerichtete einwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Dünnfilme als Wandler verwendet.

Die repräsentativen Biomarker der Alzheimer-Krankheit sind Beta-Amyloid42, Beta-Amyloid40, Gesamt-Tau-Protein und phosphoryliertes Tau-Protein, und die Konzentrationen dieser Biomarker im menschlichen Plasma stehen in direktem Zusammenhang mit der Pathologie der Alzheimer-Krankheit.

Das Forschungsteam entwickelte einen hochempfindlichen Widerstandsbiosensor auf Basis dicht ausgerichteter Kohlenstoffnanoröhren, der mit der Langmuir-Blodgett-Methode zu geringen Herstellungskosten hergestellt wurde.

Ausgerichtete Kohlenstoff-Nanoröhren mit hoher Dichte minimieren den Widerstand der Rohr-zu-Röhre-Verbindung im Vergleich zu zufällig verteilten Kohlenstoff-Nanoröhrchen, was zu einer Verbesserung der Sensorempfindlichkeit führt. Genauer gesagt weist dieser Widerstandssensor mit dicht ausgerichteten Kohlenstoffnanoröhren eine über 100-mal höhere Empfindlichkeit auf als herkömmliche Biosensoren auf Kohlenstoffnanoröhrenbasis.

Durch die gleichzeitige Messung der Konzentrationen von vier Alzheimer-Biomarkern können Alzheimer-Patienten mit einer durchschnittlichen Sensitivität von 90,0 %, einer Selektivität von 90,0 % und einer durchschnittlichen Genauigkeit von 88,6 % von Gesundheitskontrollen unterschieden werden.

Diese Arbeit mit dem Titel „Klinisch genaue Diagnose der Alzheimer-Krankheit durch Multiplex-Erkennung von Kernbiomarkern im menschlichen Plasma“ wurde am 8. Januar 2020 in Nature Communications veröffentlicht. Zu den Autoren gehören der Doktorand Kayoung Kim und der MS-Kandidat Min-Ji Kim.

Professor Steve Park sagte: „Diese Studie wurde an Patienten durchgeführt, bei denen bereits bestätigt wurde, dass sie an der Alzheimer-Krankheit leiden. Für eine weitere praktische Anwendung ist es notwendig, Patienten mit leichter kognitiver Beeinträchtigung zu testen.“ Er betonte außerdem: „Es ist wichtig, eine landesweite Infrastruktur aufzubauen, wie etwa eine Kohortenstudie zu leichten kognitiven Beeinträchtigungen und eine Kohortenstudie zu Demenz. Dies würde den Aufbau eines weltweiten Forschungsnetzwerks ermöglichen und verschiedenen privaten und öffentlichen Institutionen helfen.“

Die Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation im Januar 2020.



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