Haben Sie Krebs? Wenn Sie auf diesen winzigen, billigen Streifen pinkeln, können Sie es Ihnen sagen
Auf der diesjährigen CES stellte die finnische Marke Withings den U-Scan vor , ein puckförmiges Gerät, das neben Ihrer Toilettenschüssel hängt, um Ihren Urin auf Ketone und Flüssigkeitsgehalt zu scannen. Wissenschaftler möchten aus Ihrer Urinprobe viel mehr medizinische Informationen herausfinden als nur, wie viel Wasser Sie tagsüber getrunken haben – und das bequem von zu Hause aus.
Experten der Kyung Hee University Medical School und des Korea Institute of Materials Science haben einen sogenannten Streifen-Urinsensor entwickelt, mit dem Anzeichen von Bauchspeicheldrüsen- und Prostatakrebs erkannt werden können. Gemäß der Forschung verstärkt der Sensor die Lichtsignale von den Zielmetaboliten in Ihrer Probe. Mit anderen Worten, das Pinkeln auf den Streifen kann Ihnen helfen, eine mögliche Krebsdiagnose zu erkennen.
Warum Urin der Schlüssel zur Krebsvorsorge ist
Der größte Vorteil sind die niedrigeren Kosten für die Krebsvorsorge. Das Team sagt, dass die Produktionskosten für jeden Krebsdiagnosestreifen nur 100 KRW betragen, was ungefähr weniger als 8 Cent pro Streifen entspricht. Darüber hinaus arbeitet das Team daran, den Sensor so zu optimieren, dass er mehr Krebsarten erkennen kann, die den Darm und die Lunge betreffen.
Die Kernidee dabei ist, dass Krebszellen, wenn sie wachsen, eine andere Art von Stoffwechselumprogrammierung durchlaufen, um ihren hohen Bedarf an Energiepaketen im Körper zu stillen. Das liegt daran, dass diese Zellen für ihr unkontrolliertes Wachstum zu unbegrenzten Zellteilungszyklen fähig sind. Dabei setzen sie Stoffwechselprodukte wie Pyruvate frei.
Der Biosensor bestrahlt die Metaboliten und verstärkt ihr optisches Signal um mehr als eine Milliarde Mal. „Das Testgerät wird in Form eines Streifens hergestellt, damit Krebs im Feld schnell und mit hoher Sensitivität diagnostiziert werden kann“, sagt das Team. Für den Test benötigt der Biosensor nur etwa 10 Mikroliter Urinprobe.
Wenn diese Zielmetaboliten auf der Sensoroberfläche optisch verstärkt werden, bilden sie das, was Wissenschaftler „ein korallenförmiges plasmonisches Nanomaterial auf porösem Papier“ nennen. So geschieht die Krebsdiagnose mit etwas Hilfe von Algorithmen der künstlichen Intelligenz zu Analysezwecken. Bemerkenswerterweise hatte der Sensor eine Erfolgsquote von 99 % bei der Unterscheidung zwischen dem Urin einer gesunden Person und Menschen, die an Bauchspeicheldrüsen- und Prostatakrebs erkrankt waren.
Es gibt zwei Hauptvorteile des Sensordurchbruchs. Erstens kann es für ein schnelles Screening einfach im Feld eingesetzt werden. Zweitens wird es für die Menschen viel weniger umständlich und möglicherweise billiger, Krebsvorsorgeuntersuchungen durchzuführen. Viele Menschen versuchen, den Ausbruch von Krebs durch jährliche Gesundheitsuntersuchungen zu verfolgen, aber die Krebsentwicklung wird oft spät erkannt, was das Risiko einer verzögerten Behandlung oder des Todes erhöht.
Wie Wearables auch bei der Krebserkennung helfen können
Der Bereich der Krebsdiagnose durchläuft gerade eine Revolution, die den Diagnoseteil viel bequemer macht. Stanford-Experten haben vor einigen Jahren ein dehnbares Gerät namens Flexible Autonomous Sensor Measuring Tumors (FAST) entwickelt , das die Tumoraktivität überwachen kann und die Messwerte automatisch über eine App auf Ihr Smartphone überträgt.
Im Jahr 2021 entwickelten die Mitarbeiter der City University of Hong Kong ein winziges tragbares Gerät, das die Steifheit menschlichen Gewebes analysiert, um nach Anzeichen von Tumoren und anderen Hauterkrankungen zu suchen. Im Januar letzten Jahres begann in Großbritannien eine Studie namens EMBRaCE (Enhanced Monitoring for Better Recovery and Cancer Experience), die sich auf handelsübliche Geräte wie einen Smart Ring und die Withings ScanWatch stützt und Patienten mit Blut-, Lungen- und Darmkrebs abdeckt .
Und 2019 entwickelten Wissenschaftler der University of Michigan ein tragbares Gerät, das Blut „filtern“ konnte, um nach Krebs-Biomarkern zu suchen. Ein anderes Team am Memorial Sloan Kettering Cancer Center hat ein Wearable im Fitbit-Stil entwickelt , das optische Biosensoren durchführt, um nach krebsbezogenen Biomarkern im Blut und im Hautgewebe zu suchen.