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Schlafkrankheit Mit Biosensor der Schlafkrankheit auf der Spur

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Darmstädter Biologen haben einen Biosensor entwickelt, mit dem die Schlafkrankheit vor ihrem Ausbruch nachweisbar ist – mit einfachen und kostengünstigen Mitteln. Die afrikanische Schlafkrankheit ist eine südlich der Sahara weit verbreitete Infektionskrankheit. Etwa 60 Millionen Menschen im Tropengürtel Afrikas laufen täglich Gefahr, sich zu infizieren.

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Struktur eines Aptamers zur Detektion von Erregern der afrikanischen Schlafkrankeit.
Struktur eines Aptamers zur Detektion von Erregern der afrikanischen Schlafkrankeit.
(Bild: AG Molekulare Genetik/TU Darmstadt)

Darmstadt – Die den ganzen Tag über aktive Tsetsefliege überträgt einen einzelligen Parasiten der Gattung Trypanosoma. Mit diesem Parasiten Infizierte sterben ohne Behandlung, aber auch eine Therapie im fortgeschrittenen Stadium, also einige Wochen bis Monate nach der Infektion, ist schwierig. Dann sind die Parasiten nämlich bereits in das Zentralnervensystem vorgedrungen, wo sie irreversible Schädigungen hervorrufen.

Wochen nach der Infektion helfen nur noch hochtoxische Medikamente

Ab diesem Zeitpunkt stehen nur noch hochtoxische Medikamente wie Arsenverbindungen zur Verfügung; wegen der schweren Nebenwirkungen muss die Behandlung im Krankenhaus vorgenommen werden und nicht selten kostet sie den Patienten sogar das Leben. Infiziert werden zudem auch Rinder. Die ausgemergelten Haustiere, die immer wieder in Fernsehberichten auftauchen, leiden nicht selten an der Schlafkrankheit. So zerstört die tückische Infektionskrankheit zusätzlich noch die Lebensgrundlage der Menschen in den gefährdeten Regionen.

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„Wir können nun schon vor dem Ausbruch der Krankheit mit wenigen Blutstropfen herausfinden, ob ein Mensch infiziert ist oder nicht“, berichtet Professor H. Ulrich Göringer von der Arbeitsgruppe Molekulare Genetik des Fachbereichs Biologie der TU Darmstadt. Er und seine Mitarbeiter haben für die Analyse einen neuartigen synthetischen Biosensor entwickelt.

Kombination von Potentiometrie mit Biomolekülen

Hierfür kombinieren sie erstmals die Potentiometrie – ein altbekanntes Verfahren zum Nachweis eines Stoffes durch Messung von Spannungsänderungen – mit biologischen Molekülen, die als Nachweis-Sonden dienen. Diese Moleküle sind ionisch, tragen also eine elektrische Ladung, die sich bei Reaktion mit anderen Molekülen verändern kann. Diese Veränderung wird mit einer Mikroelektrode in einer Probelösung, zum Beispiel Blut, ermittelt. Die Elektrode ist aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen aufgebaut, an die das biologische Molekül gekoppelt ist. Indem es an den spezifischen Parasiten bindet, wird dieser nachgewiesen.

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