Neuartiger Sensor für Chemotherapien

Die Chemotherapie ist eine Art der Krebstherapie, die mit chemischen Substanzen gegen die Symptomatik vorgeht und die Tumorlast reduziert. Ein solches Chemotherapeutikum ist 5-Fluorouracil (5-FU), das sich mehr als 40 Jahre im klinischen Einsatz bewährt hat und die DNA-Synthese bzw. Transkription hemmt. Es ist allgemein gut verträglich und verhindert wirksam die Vermehrung sich schnell teilender Zellen, zu denen auch Krebszellen gehören.

Mitunter kommt es bei Patienten jedoch zu einer bestimmten genetischen Variation, die eine DPD-Defizienz (Dihydropyrimidin-Dehydrogenase) auslöst. Das Enzym katalysiert den Stoffwechsel und deaktiviert 5-FU, was mit schweren toxischen Reaktionen einhergehen und sogar tödlich enden kann. Bevor mit einer 5-FU-Therapie begonnen wird, sollte daher unbedingt ein Screening auf DPD-Defizienz erfolgen.

Ziel des EU-finanzierten Projekts CARESS ist die Entwicklung eines einfachen und kostengünstigen DPD-Tests, da durch genaue Messung der DPD-Werte die Therapie auf den Patienten eingestellt und damit die therapeutische Wirksamkeit verbessert werden kann.

Das System von CARESS detektiert die DPD-Aktivität in kleinen menschlichen Blutproben mit einer 5-FU-ähnlichen Sonde. Das automatisierte elektronische Gerät enthält einen optischen Sensor, der mittels chemischer Reaktion mit der Sonde freigesetzte Iodid-Ionen detektiert und mit DPD-Werten korreliert.

Nach Identifizierung nutzerspezifischer chemischer, biologischer, technischer und technologischer Anforderungen entwickelt das Konsortium derzeit den Prototypen des Geräts. Der Schwerpunkt liegt dabei auf einem geeigneten Verfahren, um periphere mononukleäre Blutzellen aus der Probe zu isolieren, der Optimierung von Reaktionsbedingungen und Stöchiometrie sowie einem standardisierten chromogenen Nachweis der Iodid-Ionen.

Mit dem Einsatz einer 5-FU-ähnlichen molekularen Sonde für die DPD-Aktivität könnte CARESS die Chemotherapie revolutionieren, da der Nachweis unmittelbar vorliegt. Im Vergleich zu herkömmlichen massenspektrometrischen Methoden wäre dies eine deutliche Verbesserung. Vor allem könnte CARESS damit die routinemäßige Überwachung von Patienten unter 5-FU-Therapie in klinischer Umgebung vereinfachen.