Biomarker-Schnelltests verbessert

16.03.2010: Atemnot, Übelkeit, Schwindel - besteht der Verdacht auf einen Herzinfarkt, brauchen Ärzte möglichst schnell eine genaue Diagnose. Bei der Früherkennung lebensbedrohlicher Erkrankungen spielen Tests auf sogenannte Biomarker eine immer größere Rolle. Biomarker sind in diesem Fall Inhaltsstoffe des Blutes, die in gewissen Konzentrationen typisch für bestimmte Krankheiten sind. Schnelltests können derartige Verbindungen vergleichsweise rasch und mit wenig Aufwand nachweisen. Doch je nach Hersteller und Analyselabor können die Ergebnisse solcher Untersuchungen erheblich voneinander abweichen. Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und der Ludwig-Maximilians-Universität München haben eine Primärmethode für die Messung des Wachstumshormons entwickelt, die helfen soll, klinische Labortests verlässlicher und vergleichbarer zu machen.

Kliniken und Labore überprüfen die Genauigkeit ihrer Analyseergebnisse üblicherweise durch Ringversuche. Dabei untersuchen mehrere Laboratorien ein und dieselbe Probe und vergleichen ihre Ergebnisse miteinander. Beim Vergleich der Ergebnisse von Schnelltests mit Proteinmarkern stellte sich dabei immer wieder heraus, dass die einzelnen Ergebnisse um mehr als eine Zehnerpotenz voneinander abweichen konnten. Solche Ungenauigkeiten können zu Fehldiagnosen führen, die für den Patienten psychisch belastend oder gar gefährlich sind und außerdem zu unnötigen Kosten im Gesundheitssystem führen.

Aus diesem Grund hat die PTB jetzt ein neuartiges Verfahren zur Messung von Proteinen im Blutserum vorge-stellt, das gemeinsam mit Ärzten der Medizinischen Klinik-Innenstadt der Ludwig-Maximilians-Universität in München entwickelt wurde. Gemessen wird das Wachstumshormon, das auch beim Doping eine Rolle spielt. Analytische Zuverlässigkeit und Genauigkeit beruhen auf der Anwendung der Isotopenverdünnungs-Massenspektrometrie (IDMS). Dieses Methodenprinzip wird seit langem zur Bestimmung von Qualitätskontroll-Zielwerten für diagnostische Marker wie Cholesterin, Glucose, Kreatinin oder Steroidhormone angewandt - allesamt eher "kleine" Moleküle. Die jetzige Methodenentwicklung überträgt das Messprinzip (IDMS) von "kleinen" organischen Molekülen auf "biologische" Makromoleküle wie Proteine. Hierbei werden Aminosäureketten in kleine, analysetechnisch besser handhabbare Bruchstücke aufgespalten, die jedoch noch immer lang genug sind, um unverwechselbar als Fragmente des Mutterproteins erkannt zu werden. Dabei macht sich die chemische Analytik Techniken der Proteomforschung, insbesondere die enzymatische Proteinspaltung, zunutze.

Das Verfahren ist inzwischen international als von der PTB bereitgestellte Primärmessmethode anerkannt und die PTB somit das erste nationale Metrologieinstitut, das derartige Messungen anbietet. Auf diese Weise ermittelte Zielwerte könnten beispielsweise der Kalibrierung von Routinetests dienen. Dies ist ein erster Schritt, um die Lücke zu schließen, die bislang durch fehlende Zielwerte in der Qualitätssicherung für Routinemessungen diagnostischer Proteinmarker bestand.

Originalveröffentlichung: Arsene,C. G.; Henrion, A.; Diekmann, N.; Manolopoulou, J.; Bidlingmaier, M.; "Quantification of growth hormone in serum by isotope dilution mass spectrometry"; Analytical Biochemistry, im Druck