Melanom-Diagnostik: Entwicklung von Heimtest ohne Biopsie und Blutentnahme

Ein neuer Mikronadel-Patch soll Tumorbiomarker in den obersten Hautschichten detektieren und so Melanomzellen nachweisen. Der Silikonpatch konnte bereits im Tiermodell das Melanom zuverlässig von gesunder Haut unterscheiden.

Laut Forschenden der University of Michigan, USA, könnte die Melanom-Diagnostik nach Durchführung weiterer klinischer Studien, ähnlich einem COVID-19-Heimtest, zukünftig zuhause erfolgen.

Die sternförmigen Nadeln erleichtern die Punktion und verursachen weniger Schmerzen, da sie nur das Stratum corneum durchdringen (0,6 mm Länge, < 100 nm Durchmesser an der Spitze), ohne Kapillargefäße zu verletzen oder Blut zu entnehmen. Beschichtet sind die Nadeln mit einem Gel, das Exosomen aus der interstitiellen Flüssigkeit der Epidermis aufnimmt. Diese extrazellulären Vesikel enthalten DNA- und RNA-Fragmente und dienen der zellulären Kommunikation.

Krebszell-Exosomen fördern die Metastasierung, indem sie das Gewebe für wandernde Tumorzellen vorbereiten. Ihr Nachweis könnte eine frühere Diagnostik als bisherige Methoden ermöglichen.

Detektion von Melanom-Exosomen

Das Gel enthält das Protein Annexin V, das Exosomen gezielt an die Nadeloberfläche bindet. Nach der Applikation wird der Patch in Säure inkubiert, um das Gel samt gebundener Exosomen in Lösung zu bringen. Ein anschließender Teststreifen detektiert das Vorhandensein von Melanom-Exosomen: Zwei Linien stehen für einen positiven, eine Linie für einen negativen Test – analog zur COVID-19-Heimdiagnostik.

Während bislang Personen mit heller Haut und Nävi einen Arzt zur Biopsieabklärung aufsuchen, könnte mit diesem Test eine Erstabklärung zuhause erfolgen. Bei positivem Befund empfiehlt sich die fachärztliche Nachuntersuchung.

Tests mit Schweinehaut und Mausgewebe

Im experimentellen Setting erfolgte die erste Testung an Schweinehaut, die der menschlichen Haut in Dicke und Struktur ähnelt. Im Mikroskop wurden Penetrationstiefen der Nadeln von 350–600 nm ermittelt (Vergleich: Epidermisdicke am menschlichen Unterarm ca. 18.300 nm).

Es folgten Experimente mit Mausgewebe: jeweils zur Hälfte von gesunden und mit humanem Melanomfragment injizierten Mäusen. Der 15-minütige Patch zeigte, dass die Exosomen an den Nadeln anhaften. Nach Auflösung des Gels zeigte der Teststreifen bei Melanomgewebe eine 3,5-fach intensivere Linie als bei Kontrollgewebe. Zudem isolierte der ExoPatch 11,5-mal mehr exosomales Protein aus Melanom- als aus gesundem Gewebe, was die Spezifität für krebsspezifische Exosomen unterstreicht.

Pilotstudie mit Menschen erforderlich

Der nächste Schritt ist eine Pilotstudie am Menschen und anschließend weiterführende klinische Prüfungen. Das Konzept ist auf weitere solide Tumoren adaptierbar, beispielsweise für Lungen-, Brust-, Kolon-, Prostata- oder Hirntumoren. Das von den National Institutes of Health geförderte Projekt wurde am Lurie Nanofabrication Facility, Ann Arbor, USA, entwickelt.