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Duftstoffprofile verraten akute und stille Malaria-Infektionen

15.05.2018

Aus Tierversuchen ist bekannt, dass der Malariaerreger die Ausdünstung von infizierten Mäusen verändert. Forschende der ETH Zürich haben die Duftprofile von kenianischen Schulkindern analysiert und festgestellt, dass dies auch bei Menschen der Fall ist. Über ihre Resultate berichteten die Forscher in der Fachzeitschrift "PNAS".

In Zusammenarbeit mit dem Internationalen Zentrum für Insektenphysiologie und -ökologie in Nairobi untersuchten die Wissenschafter bei 400 Kindern flüchtige chemische Verbindungen, die über die Haut ausgedünstet werden. Dafür packten die Forscher entweder einen Fuß oder einen Ellbogen des Kindes in einen luftdichten Teflonsack und führten während einer Stunde einen Luftstrom über die Hautpartie, wie aus einer Mitteilung der Technischen Hochschule hervorgeht.

Die Luft wurde durch spezielle Filter geleitet, welche die flüchtigen Substanzen banden. Mittels Gaschromatografie und der Massenspektrometrie bestimmten die Forscher schließlich die Menge und die Art von jedem gesammelten Molekül, um Duftstoffprofile für gesunde und infizierte Kinder zu erstellen.

Mit weiteren Untersuchungen dieser Profile identifizierten die Wissenschafter die flüchtigen chemischen Verbindungen, die aufzeigen, ob ein Kind den Malariaerreger in sich trägt. Außerdem waren die Duftstoffprofile selbst bei akuten und asymptomatischen Infektionen deutlich verschieden, was die Forscher überrascht hat.

Aufklärungsrate bei nahezu 100 Prozent

Die Duftcocktails verrieten den Erreger sehr zuverlässig auch dann, wenn er erst in sehr kleiner Zahl vorhanden war und mit Mikroskopen noch nicht nachgewiesen werden konnte. Die Aufklärungsrate bei symptomlosen Infektionen lag in dieser Studie bei nahezu 100 Prozent.

"Zu Beginn wussten wir nicht, nach welchen chemischen Verbindungen wir suchen müssen", wird Consuelo De Moraes, Professorin für Biokommunikation und Ökologie an der ETH Zürich, in der Aussendung zitiert. Denn über die Haut sondert der Körper allerlei Verbindungen ab, die auch von der Ernährung oder von anderen Krankheiten abhängen.

Hoffnung auf einfache Diagnostik

Die Forscher hoffen nun, dass sich die von ihnen bestimmten Duftstoffsignaturen möglichst rasch in eine relativ einfache Diagnostik und Früherkennung ummünzen lassen. Die bisher verfügbaren Nachweismethoden wie die DNA-Analysetechnik PCR sind teuer. Außerdem ist für die Auswertung eine Laborinfrastruktur nötig. Die Wissenschafter hoffen, dass sie zur Entwicklung einer solchen Anwendung beitragen können.

Malaria ist in den Tropen und Subtropen noch immer eine tödliche Gefahr. Jedes Jahr erkranken weltweit mehr als 200 Millionen Menschen daran, mehrere Hunderttausend sterben an den Folgen der Infektion. Besonders betroffen sind Kinder.

Service: Fachartikelnummer DOI: 10.1073/pnas.1801512115

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