Melanin-Tattoo zur Krebserkennung

Berlin -

Biomedizinische Tätowierungsstrategie: Ein Schweizer Forscherteam der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich und der Universität Basel hat ein Frühwarnsystem zur Krebserkennung entwickelt. Ein Sensor macht eine nicht invasive Überwachung möglich.

Die Entstehung verschiedener Tumore geht mit einem erhöhten Blutcalciumspiegel einher. Dieser kann Vorbote von Prostata-, Lungen-, Darm- oder Brustkrebs sein. Das Team entwickelte einen implantierbaren Sensor, der bei Überschreiten des Schwellenwertes für Blutcalcium eine Signalkaskade auslöst. Die Ergebnisse wurden im „Science Translational Medicine“ veröffentlicht.

Der subkutan implantierte Sensor besteht aus Zellen, die den calcium-sensitiven Rezeptor exprimieren. Ist der Calciumspiegel über einen bestimmten Zeitraum erhöht und wird ein festgelegter Schwellenwert überschritten, startet die Melanin-Produktion in den gentechnisch veränderten Zellen. In Folge dieser Reaktion entsteht durch Anhäufung des Pigments ein Leberfleck, der auf der Haut sichtbar wird.

„Ein Implantatträger sollte dann bei Erscheinen des Leberflecks zur weiteren Abklärung zu einem Arzt gehen“, erklärt Studienautor Martin Fussenegger. Wird beispielsweise Brustkrebs frühzeitig erkannt, ist die Heilungschance hoch. Das „Tattoo“ lasse Tumorerkrankungen bereits im Anfangsstadium erkennen, noch bevor herkömmliche Methoden eine Diagnosestellung ermöglichen.

Die Forscher implantierten sowohl gesunden, als auch an Brust- oder Dickdarmkrebs erkrankten Mäusen den Sensor. Die Tumor-tragenden Tiere, die einen erhöhten Calciumblutspiegel vorwiesen, entwickelten das Melanin-Tattoo und blieben innerhalb des 38-tägigen Beobachtungszeitraums asymptomatisch. Die gesunden Tiere mit normalem Calciumspiegel zeigten im Vergleich keine Reaktion.

Melanin ist das natürliche und körpereigene Bräunungspigment, das der Haut als Lichtschutz dient und durch UV-Strahlung induzierten Schäden entgegenwirken soll. Ist die Haut Sonnenlicht ausgesetzt, bilden epidermale Melanozyten aus der ubiquitären nicht essentiellen Aminosäure Tyrosin das Bräunungspigment. Auf der Haut ist Melanin als Pigmentkörnchen sichtbar.

Beim Menschen kann zwischen zwei Melanin-Typen unterschieden werden. Bei Eumelanin handelt es ich um das schwarz-braune Pigment, das UV-Strahlung stark absorbieren kann. Hellhäutige Menschen mit rötlichem Haar besitzen nur wenig Eumelanin. Sie werden meist schlechter braun, da sie eine große Menge des rötlich-gelben Pigments Phäomelanin besitzen.