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Charakteristische Massenspektren identifizieren Gewebe des Verdauungstrakts in vivo
Krebs oder kein Krebs? Dies ist üblicherweise erst nach einer mehrere Tage dauernden histologischen Untersuchung zu klären. Mit einer massenspektrometrischen Methode könnte die Frage bald in Echtzeit entschieden werden. Ein britisch-ungarisches Team stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie ein endoskopisches System vor, das anhand charakteristischer Massenspektren zwischen verschiedenen Gewebeschichten, bösartigen Tumoren und gutartigen Polypen des Magen-Darm-Traktes differenzieren kann.
Endoskopie spielt nicht nur eine wichtige Rolle bei der Früherkennung von Tumorerkrankungen des Magen-Darm-Trakts, oft lassen sich Tumore auch endoskopisch entfernen. Eine Drahtschlinge, die durch hochfrequenten elektrischen Strom erhitzt wird, kann dabei als Skalpell dienen. Oft ist jedoch ein weiterer Eingriff notwendig, da nicht alles entartete Gewebe entfernt wurde.
Um gesundes von krankem Gewebe direkt während eines Eingriffs unterscheiden zu können, hatten Zoltan Takats und Kollegen eine auf Massenspektrometrie basierende Methode entwickelt: die sogenannte REIMS-Technik (Rapid Evaporation Ionisation Mass Spectrometry; schnelle Verdunstungs-Ionisations-Massenspektrometrie). Während der Elektrochirurgie wird das Gewebe sehr heiß und verdampft zum Teil. Der elektrische Strom lädt zudem freigesetzte Moleküle elektrisch auf. Die Forscher statteten ein Elektroskalpell mit kleinen Öffnungen sowie einer speziellen Pumpe aus, über die verdampfte Moleküle und Partikel abgesaugt und zum Massenspektrometer geleitet werden, das mit einem speziellen modifizierten Einlasssystem ausgestattet wurde. Die Moleküle und Molekül-Bruchstücke werden dann masseabhängig getrennt und detektiert.
Takats und ein Team aus Wissenschaftlern vom Imperial College London (Großbritannien) sowie der Universität von Debrecen (Ungarn) optimierten das System jetzt anhand von Versuchen an Schweinemägen und führten Tests an menschlichen Gewebeproben des Dickdarms durch. Die Forscher konnten so belegen, dass sich gesunde Magen- bzw. Darmschleimhaut, Tumorgewebe des Magens bzw. Darms sowie das unter der Schleimhaut befindliche Bindegewebe anhand der erhaltenen Massenspektren zuverlässig identifizieren lassen. Zudem lassen sich bösartig veränderte Gewebe von gutartigen Polypen unterscheiden.
Die neue Methode konnte sich dann noch in vivo bewähren: Drei Patienten, die sich einer Darmspiegelung unterziehen mussten, wurden untersucht. Bei zweien wurden gutartige Polypen diagnostiziert.
Zukünftige endoskopische Biopsien und Operationen könnten von dem neuen Verfahren deutlich profitieren. So ließen sich die Ränder eines Tumors schon während der OP in Echtzeit verlässlich identifizieren, sodass weniger Nachoperationen notwendig würden. Da auch zwischen Schleimhaut und darunter liegendem Gewebe unterschieden wird, könnte ein elektrisches Skalpell mit integriertem Warnsystem entwickelt werden: Sobald das Bindegewebe verletzt wird, könnte das Skalpell automatisch gestoppt werden. Auf diese Weise ließe sich das gefürchtete Risiko einer Perforation deutlich reduzieren.
Angewandte Chemie: Presseinfo 32/2015
Autor: Zoltan Takats, Imperial College London (United Kingdom), http://www.imperial.ac.uk/people/z.takats
Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201502770
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students
Biology, Chemistry, Medicine
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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