Ein neues miniaturisierbares Sensorsystem, das an der Universität Ulm entwickelt wurde, verspricht eine revolutionäre Methode zur Diagnose von Infektionen mit Helicobacter pylori. Dieses Bakterium ist bekannt dafür, ernsthafte Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts zu verursachen, darunter Magengeschwüre, Gastritis und sogar Magenkrebs. Bisherige Nachweismethoden sind aufwändig und teuer, während der neue Sensor eine kostengünstige Alternative bietet, die auf einem innovativen Infrarot-Technologieansatz basiert. Laut Uni Ulm könnte der Preis für den Smartphone-tauglichen Mini-Sensor auf rund 20 Euro sinken.

Das neue Sensorsystem nutzt ein spektroskopisches Verfahren aus dem mittleren Infrarot-Bereich (MIR), das kostengünstiger und besser miniaturisierbar ist als die herkömmliche Massenspektrometrie. Professor Boris Mizaikoff und sein Team haben die Technik entwickelt und in der Fachzeitschrift ACS Sensors vorgestellt. Das System erkennt das Enzym Urease, das von Helicobacter pylori produziert wird und Harnstoff in Kohlenstoffdioxid und Ammoniak spaltet. Um eine genauere Analyse zu gewährleisten, verwenden die Forschenden markierten Kohlenstoff (13C), um das bakteriell erzeugte Kohlenstoffdioxid von dem, das Menschen ausatmen, zu unterscheiden.

Technische Innovation

Der Sensor zeichnet sich durch einen verkleinerten Reaktionsraum aus, der die Licht-Gas-Interaktion verstärkt. Dieser Raum besteht aus zwei luftdicht verschlossenen Aluminiumplatten mit einem Kanal für die Atemluft, was die Testergebnisse präzise und zuverlässig macht. Die Gaszelle wurde von zehn auf drei Zentimeter verkleinert, ohne dabei an Messgenauigkeit zu verlieren. Diese technologische Neuheit könnte die Diagnostik und Therapie von Helicobacter pylori-Infektionen erheblich erleichtern.

Die Infektion mit Helicobacter pylori ist weit verbreitet; etwa 50% der globalen Bevölkerung sind betroffen. Die Übertragung erfolgt in der Regel in der Kindheit und kann unbehandelt ein Leben lang bestehen bleiben. Unbehandelt kann die Infektion zu chronischer Gastritis führen, die oft zu gravierenden gastroduodenalen Erkrankungen, wie Magengeschwüren und Magenkrebs, führt. Laut PMC ist das Bakterium ein bedeutender Risikofaktor für Magenkrebs, der 90 % der Fälle ausmacht.

Epidemiologie und Behandlung

Die globalen Prävalenzraten von Helicobacter pylori-Infektionen haben in den letzten Jahren abgenommen, von 50-55 % auf 43 % zwischen 2014 und 2020, was auf verbesserte Lebensbedingungen und den Einsatz von Antibiotika zurückzuführen ist. Dennoch bleibt die Behandlung komplex, insbesondere angesichts der zunehmenden Antibiotikaresistenz gegen wichtige Medikamente wie Clarithromycin und Metronidazol. Testergebnisse und Behandlungsstrategien müssen daher in Abhängigkeit von patientenspezifischen Faktoren und lokalen Ressourcen ausgewählt werden, um eine effektive Behandlung sicherzustellen. Die Herangehensweise an diese Infektion durch Test-und-Behandlung-Strategien wird als besonders wichtig erachtet, insbesondere für Risikogruppen, die an Magenkrebs erkranken können.

Zusammenfassend wird der neue Mini-Sensor an der Universität Ulm als bahnbrechender Fortschritt in der medizinischen Diagnostik angesehen. Er könnte nicht nur den Zugang zur Diagnostik für Patienten erleichtern, sondern auch die Behandlungsstrategien für ganzheitliches Management von Helicobacter pylori-Infektionen optimieren. Weitere Informationen hierzu sind in der Originalveröffentlichung bei Uni Ulm verfügbar sowie umfassende Daten zur Erkrankung bei PMC und PMC.