Brustkrebs: Nanotechnologie ermöglicht schnellere Diagnose

30.05.2011: Ein auf der NASA-Marsmission 2008 zur Analyse des Bodens erfolgreich eingesetzter Typ eines neuen Rasterkraftmikroskops könnte auch die medizinische Gewebediagnostik auf den Gebieten Brustkrebs und Osteoarthrose revolutionieren. Das nach dem Namen «Artidis» benannte Gerät wurde von Forschenden des Biozentrums der Universität Basel weiterentwickelt und ist nun Dank seiner hervorragenden nanomechanischen Sensitivität fähig, in Minutenschnelle verschiedene Stadien von Weichteil-Erkrankungen des Menschen zu unterscheiden. Mit dieser Eigenschaft der frühzeitigen Gewebeanalyse hat «Artidis» das Potential, zu einem unersetzlichen Standardinstrument im medizinischen Alltag zu werden.

Brustkrebs ist die häufigste Form von Krebs bei Frauen. Die technikbedingten tagelangen Wartezeiten bis zum Feststehen der exakten Diagnose werden von den Patientinnen oft als sehr beunruhigend und unangenehm wahrgenommen. Nun haben unter Leitung von Prof. Dr. Roderick Lim Forschende des Biozentrums, des Swiss Nanoscience Instituts sowie des M. E. Müller Instituts für Strukturbiologie (alle Universität Basel) ein Rasterkraftmikroskop weiterentwickelt, das 2008 Teil der NASA Phoenix Mars-Mission war und die Struktur des Marsbodens untersuchte. Das Marsmikroskop stammte von der Firma Nanosurf in Liestal, einem Spin-Off der Universität Basel.

Das neue Analysegerät mit dem Namen «Artidis» kann mit Hilfe seiner hervorragenden nanomechanischen Sensitivität in Minutenschnelle verschiedene Stadien von Weichteil-Erkrankungen des Menschen unterscheiden und klären, ob ein Tumor an der Brust gut- oder bösartig ist. Zudem kann mit «Artidis» eine Gewebediagnostik aufgrund quantitativer Messungen – ergänzt mit statistischen Auswertungen – durchgeführt werden, anstatt wie bisher mit qualitativen histologischen Beurteilungen. Durch die gezielte Anpassung des Mikroskops und seiner Geschwindigkeit und Sensitivität im atomaren Größenbereich an die klinischen Bedürfnisse soll die Analysezeit von «Artidis» weiter reduziert werden.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten

Die Anwendung von «Artidis» ist nicht auf die Diagnostik von Brustkrebs begrenzt. Im Prinzip können eine Vielzahl von verschiedenen Gewebearten (Brustgewebe, Knorpel, Haut, Retina, Blutgefässe, Blasengewebe) und deren Erkrankungen mit «Artidis» untersucht werden. Im Vergleich zu konventionellen Methoden, mit denen frühe Stadien von Arthrose nicht erkannt werden können, hat das Rasterkraftmikroskop das Potenzial, bereits die Entstehungsphase einer Krankheit zu erkennen. Für Menschen mit Knieproblemen eröffnet diese Früherkennung bessere Behandlungsmöglichkeiten mit besseren Heilungschancen. Mit seiner Fähigkeit, Knorpelschädigungen zu bewerten, könnte «Artidis» in Laboratorien zur Gewebeherstellung bald zur Standardausrüstung gehören.

Ferner könnte durch seine nicht gewebeschädigende Art der Untersuchung bestimmt werden, ob ein im Labor hergestelltes Gewebe strukturell und mechanisch für die Implantation in den Patienten geeignet ist oder nicht. Neben der raschen Diagnose vereinfacht «Artidis» auch den Prozess der Biopsie-Entnahme für die Behandlung von Knorpelgewebe. Für konventionelle diagnostische Methoden werden dem Patienten mehrere Biopsie-Proben entnommen und anschliessend im Labor untersucht; mit «Artidis» wird nur noch eine einzige kleine Probe für die Analyse benötigt, was die Erfolgsrate einer Therapie erhöht.

Die Kommission für Technologie und Innovation (KTI) glaubt an eine Markttauglichkeit des Geräts und unterstützt in den nächsten 18 Monaten das Forschungsteam von Roderick Lim mit insgesamt über 635`000 Franken.