Wearable als Ring misst weibliches Hormon im Schweiß
Eine kalifornische Forschergruppe hat einen ringförmigen Sensor entwickelt, der nichtinvasiv Parameter der Frauengesundheit messen kann.
Hormon-Sensor-Ring.
(Bild: Caltech)
Befindet sich eine Frau in einer Fruchtbarkeitsbehandlung, müssen regelmäßig wichtige Körperwerte ermittelt werden, um die einzelnen Schritte planen und dann zur korrekten Zeit durchführen zu können. Bislang ist die Blutentnahme hier der Weg der Wahl, um ein adäquates Bild über den Stand der Hormone zu gewinnen. Die Diagnoseform hat den Nachteil, dass man zur Serumgewinnung zum Arzt muss und die Werte dann anschließend in einem Labor ermittelt werden, was Zeit benötigt. Urintests mit Sticks und Streifen wiederum kann man zwar zu Hause anwenden, doch sind sie vergleichsweise ungenau. Beiden Verfahren ermitteln Werte zudem nur zum spezifischen Testzeitpunkt und nicht dauerhaft.
Es muss nicht immer Blut und Urin sein
Eine Gruppe um den Caltech-Bioingenieur Wei Gao hat nun einen am Finger tragbaren Sensor entwickelt, der die Hormonwerte aus Schweiß bestimmen kann – und das in sehr geringen Abständen. Das aktuelle Testsystem konzentriert sich auf das Hormon Östradiol, ein natürliches Östrogen, das vor allem aus den Eierstockfollikeln der Frau kommt. Die ständige Abfrage kann sowohl bei der genaueren Feststellung fruchtbarer Tage helfen als auch einen genaueren Einblick in den Zyklus ermöglichen. Gaos Sensor sieht aus wie ein dünner Ring, auf dem einzelne flexible Elektronikelemente aufgedruckt erscheinen.
Das im Herbst im Journal "Nature Nanotechnology" erstmals vorgestellte Gerät arbeitet nicht etwa mit einem Antigen-Ansatz, sondern mit Aptameren, kurze Oligonukleotide der DNA oder RNA. Diese können die enorm kleinen im Schweiß enthaltenen Hormonbiomarker erschnüffeln, indem sie sich so auffalten, dass sie sich auch an kleinste Moleküle anbinden können. Praktischerweise lassen sie sich chemisch synthetisieren und auch zum Auffinden von Toxinen nutzen. In der Vergangenheit wurde damit schon das Hormon Serotonin bestimmt.
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Mehr Hormone in Vorbereitung
Die technische Erkennung erfolgt in Kombination: Eine Schicht des Rings besteht aus den Aptameren, eine zweite aus einer Elektrode aus Goldnanopartikeln, die das Signal weiter verstärken soll. Die Aptamere wiederum sind so aufgebaut, dass sie bei einem "Treffer" blau aufleuchten. Der Ring regt durch eine geringe Stromzufuhr zunächst die Schweißproduktion an, zieht die gewonnene Flüssigkeit in ein Reservoir, die wiederum mit den Aptameren interagiert. Aus der Leuchtstärke lässt sich wiederum die Konzentration ablesen.
Das soll sehr genau sein – ein Ableseprozess von zehn Minuten erkennt Konzentrationen bis hinunter auf 140 Nanomolar. Als Zusatzfunktion kann das System auch noch pH-Wert und Salzkonzentration sowie die Körpertemperatur messen. Die Daten landen dann drahtlos auf einem Mobiltelefon. Gao möchte künftig Sensoren entwickeln, die in der Lage sind, mehrere Hormone gleichzeitig zu erfassen, wie er Nature sagte, darunter das follikelstimulierende Hormon, das luteinisierende Hormon, das Gonadotropin-freisetzende Hormon und Progesteron. Die Kommerzialisierung der Technik hat bereits begonnen.
(bsc)