Gold-Nanopartikel für Herzinfarkt-Früherkennung

Ein Herzinfarktrisiko früher zu erkennen, kann Leben retten. Um Diagnosen in Zukunft früher stellen zu können, arbeiten Wissenschafter der Universität Graz an der Entwicklung hochsensibler Biosensoren auf der Grundlage von Gold-Nanopartikeln, die für die Erkrankung charakteristische Eiweiße sichtbar machen, teilte die Universität Graz am Mittwoch mit.

Charakteristische Proteine im Blutserum, sogenannte Biomarker, spielen bei der Früherkennung von Krankheiten eine entscheidende Rolle. Im Falle des Herzinfarkts kommt beispielsweise dem Myoglobin als Biomarker eine besondere Bedeutung zu. Durch sein vermehrtes Vorkommen können Rückschlüsse auf ein erhöhtes Herzinfarktrisiko gezogen werden.

Winzge Mengen

Die spezielle Herausforderung für die Forscher des Instituts für Physik der Universität Graz, der Medizinischen Universität und der Forschungsgesellschaft Joanneum Research ist es, dass die Markermoleküle - wenn sie zur Früherkennung herangezogen werden sollen - nur in sehr geringen Mengen vorliegen. Einzelne Proteine aufzuspüren gleicht hier der Suche nach einer Stecknadel im Heuhaufen. Die steirischen Forscher haben sich zum Ziel gesetzt, entsprechende Biosensoren mit höchster Sensitivität und Selektivität zu entwickeln.

Die wissenschaftliche Basis schufen die Forschungen der Arbeitsgruppe "Nano-Optik" am Institut für Physik der Karl-Franzens-Universität Graz. Dort nutzt man Nanopartikel aus Gold, um Licht in Bereiche, die nur wenige Nanometer klein sind, zu fokussieren. Diese Teilchen wurden von den Forschern der Uni Graz bereits so designt, dass sie die gesuchten Marker-Proteine richtiggehend umfangen und somit an sich binden können. Werden die Proteine eingefangen, verändert das von den Nanoteilchen gestreute Licht seine spektrale Zusammensetzung, das heißt, es kommt zu einer Farbänderung des von den Partikeln ausgesandten Lichtfeldes. Das Vorliegen der Biomarker im Serum kann somit optisch nachgewiesen werden.

Während man bisher mit einer größeren Menge nachzuweisender Proteine gearbeitet hat und beachtliche Erfolge erzielen konnte, will man nun beweisen, dass der Nachweis bis zur Detektion einzelner Proteine möglich ist. Dies würde die Diagnose der Erkrankung bereits in einem sehr frühen Stadium erlauben würde. Gefördert wird das Projekt "PP-BioSens" im Rahmen der Human Technology Interface-Initiative vom Zukunftsfonds des Landes Steiermark.