Andningstest: rutnätssökning efter sjukdomar

Dr. Andrea Bannert har varit med sedan 2013. Läkaren för biologi och medicin redigerade inledningsvis forskning inom mikrobiologi och är teamets expert på de små sakerna: bakterier, virus, molekyler och gener.Hon arbetar också som frilansare för Bayerischer Rundfunk och olika vetenskapliga tidskrifter och skriver fantasyromaner och barnberättelser.

Mer om -experterna Allt -innehåll kontrolleras av medicinska journalister.

Ditt andetag är en spegel av din hälsa: Tusentals markörer berättar vad du har ätit, oavsett om du har rökt eller vilka sjukdomar som ligger i vila i dig. Optiska näsor kan hjälpa till att identifiera hotfulla sjukdomar mycket tidigt i framtiden. Till och med cancer.

Den mänskliga lungan är ett enormt organ - dess totala yta: 100 kvadratmeter. Detta möjliggör ett livligt utbyte mellan andningsluft och blod. I lungorna är det inte bara blodet som syresätts. I alveolerna laddas luften också med alla möjliga ämnen från blodet. Den utandade luften blir därmed ett karakteristiskt fingeravtryck av den mänskliga ämnesomsättningen. Över 3000 olika molekyler surrar runt i den.

Optiska snokare

Hippokrates använde sin näsa för diagnostiska ändamål för 2500 år sedan: lukten av ammoniak var ett tecken på lever- eller njursvikt och alla som luktade färskt bröd från munnen kan ha haft tyfus. Idag tar de optiska snusnosorna över. De kan ge initiala indikationer på sjukdomar som astma, diabetes, lever- och njurproblem, olika infektionssjukdomar eller cancer som lung- eller bröstcancer. Och tidigare än tidigare metoder - och mycket trevligare för patienten. För allt han behöver göra är att blåsa in i ett rör. Som alkoholtestet på gatan.

Varför fungerar det? För vissa sjukdomar finns det en specifik markör i utandningsluften: mycket kväveoxid avslöjar astma, till exempel hos bröstcancerpatienter berikas andningen med pentan, hos lungcancerpatienter med acetaldehyd. "Ofta är det dock kombinationer av flera molekyler som är karakteristiska för en viss sjukdom", förklarar professor Boris Mizaikoff från Institutet för analytisk och bioanalytisk kemi vid universitetet i Ulm i en intervju med Sådana markörkombinationer finns för många fler sjukdomar än tidigare känt. Men de måste först dechiffreras bit för bit.

Andningsgas fingeravtryck

Mizaikoff och hans team arbetar för närvarande med en mätmetod för inandning av luft som är särskilt känslig och kan förpackas liten. "En sådan mätanordning som kan användas på ett läkarmottagning skulle då vara lika stor som din handflata." Tidigare enheter är för skrymmande och för dyra - så de är inte lämpliga för rutinmässigt bruk.

Med Mizaikoffs mätsystem utstrålas andningsluften med infrarött ljus. Detta får molekylerna i andningsgasen att vibrera. Och varje molekyl vibrerar olika - beroende på hur den är uppbyggd. "Detta kallas molekylens karakteristiska infraröda fingeravtryck", säger Mizaikoff. Med metoden kan flera spårgaser mätas med hög detekteringskänslighet inom några minuter.

Lika känslig som mammografi

Ulm -forskarna vill testa sin mätmetod för bröstcancerpatienter på lång sikt. Den största fördelen: Andningsgasanalys sparar kvinnor strålningsexponering från en mammografi. Dessutom behöver bröstet inte pressas plant mellan röntgenplattorna, vilket kan vara mycket obehagligt för patienten. Och: Dagarna med att vänta på resultatet skulle också vara ett minne blott med det infraröda nosningstestet.

I ett första test diagnostiserade analysen korrekt 70-80 procent av kvinnorna med flyktiga, små molekyler, men fortfarande med hjälp av laboratoriemätningsmetoder. En tidigare studie av amerikanska forskare uppnådde ett lika bra resultat med ett annat mätsystem: 48 av 51 patienter identifierades korrekt. Detta innebär att andningstestet enkelt kan hänga med i mammografiscreeningen när det gäller informativt värde.

Ändå vill Mizaikoff och hans kollegor förbättra sin metod ytterligare - genom att kombinera den med andra mätmetoder, till exempel fluorescensmätning. Forskarna hoppas kunna vrida känslighetsskruven kraftfullt igen. "Om du någon gång kan mäta mycket små skillnader kan du inte bara bevisa sjukdomen själv utan också kontrollera framgången för behandlingen med denna mjuka undersökning", hoppas Mizaikoff.

Störande faktor näring

Det finns dock fortfarande ett problem: Andningsgasen påverkas inte bara av sjukdomar. Många andra faktorer spelar också en roll: till exempel vad du åt, oavsett om du röker eller inte, vilken omgivande luft du andades eller om din cirkulation har förändrats.

"Systemet måste lära sig att skilja sådana orsaker från den information som är relevant för sjukdomen", säger Mizaikoff. I nästa steg vill forskarna mata mätsystemet med data från ett stort antal testpersoner. "För våra kliniska studier behöver vi inte bara sjuka och icke-sjuka människor, utan också så många olika livsstilar som möjligt i båda grupperna när det gäller kost, rökning och andra faktorer."

Blås en gång, snälla

Det kommer att ta några år till innan läkarens pufftest blir en rutinundersökning. "För förändringar som är lättare att mäta kan det vara om ett år eller två", säger Mizaikoff. Ett exempel är leverfunktionstestet som forskarna redan framgångsrikt har testat på möss: Djuren fick glukos med markerade kolatomer i maten. Om glukosen metaboliseras känner den infraröda mätaren av märket i andningen. Och ger ett direkt mått på hur bra levern fungerar.

Tagg:  näring anatomi huskurer