Infrared Molecular Fingerprinting

Molekulare Krebsdiagnostik
mg
Illustration einer erhobenen Hand mit einem Blutstropfen am Finger, darunter digitale Datenströme und zwei Personen, die diese analysieren.
Eine Blutprobe wird mittels Infrarotspektroskopie ausgelesen, um molekulare Signaturen sichtbar zu machen. So lassen sich Krankheiten frühzeitig erkennen. © LMU/Mihaela Žigman
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Bei den meisten Krebsformen ist eine frühzeitige Diagnose die beste Voraussetzung für eine erfolgreiche Therapie. Die Entwicklung einer neuen Möglichkeit zur Frühdiagnostik, InfraRed Molecular Fingerprinting, wird nun mit rund einer Million Euro gefördert.

Ein Team der LMU München unter Leitung von Prof. Dr. Ferenc Krausz und Prof. Dr. Mihaela Žigman arbeitet an einer neuen Methode der molekularen Krebsdiagnostik. Basis ist die molekulare Blutanalyse, die krankheitsbedingte Veränderungen einzelner Organe sichtbar macht. Das Team der LMU widmet sich insbesondere der Infrarotspektroskopie. Hierbei bildet eine einfache Blutprobe molekulare Signaturen wieder und so kann die Gesundheit ganzheitlicher beurteilt werden.

Frühzeitige Diagnose mittels Blutprobe

Das Münchener Forschungsteam fokussiert sich nun auf die Diagnose von Krebserkrankungen durch dieses Verfahren. Die Proben könnten während einer regulären Vorsorgeuntersuchung gewonnen werden und bedeuten so eine geringe Belastung für Patientinnen und Patienten. Das InfraRed Molecular Fingerprinting (IMF) verfolgt dabei einen ganzheitlichen Ansatz: es ist minimal-invasiv und kann innerhalb kurzer Zeit präzise Messdaten liefern. 

Während die neue Technologie bereits entwickelt wurde, fokussiert sich die aktuelle Phase des Projekts, für die das Fördergeld ausgezahlt wird, auf die klinische Studienplattform Lasers4Life und Lungenkrebs. Denn weiterhin ist Lungenkrebs weltweit führend, auch im Bereich der krebsbedingten Todesfälle. Dank der Förderung in Höhe von rund einer Million Euro der Wilhelm Sander-Stiftung können nun Teilnehmende an mehreren Studienorten in Deutschland in die Studie eingeschlossen werden. Notwendige Fallzahlen werden dadurch schneller erreicht und damit die unterschiedlichen relevanten Krankheitsmerkmale erfasst. 

InfraRed Molecular Fingerprinting:
Mithilfe der IMF werden chemische Verbindungen und Molekülklassen in einer einzigen Messung sensitiv und robust untersucht. So ist eine tiefgehende Molekulare Beschreibung physiologischer Zustände möglich. Hierfür nutzt IMF ultrakurze Laserpulse, um zeitaufgelöste Infrarot-Fingerabdrücke der Blutproben zu erzeugen. Diese sind freier von Rauschen und sensitiver als die bisher herkömmlichen FTIR-Methoden.

In vorherigen Arbeiten konnten die Forschenden bereits zeigen, dass sich unterschiedliche Merkmale der Krebssignaturen zeigen [1, 2, 3, 4]. 

Literatur:
[1] Eissa T, Voronina L,  Zigman M. et al.: The Perils of Molecular Interpretations from Vibrational Spectra of Complex Samples. Angewandte Chemie International Edition, 9. Dezember 2024; 63(50):e202411596; DOI: 10.1002/anie.202411596.
[2] Pupeza I, Huber M, Trubetskov M. et al.: Field-resolved infrared spectroscopy of biological systems. Nature 577, 52–59 (2020). DOI:10.1038/s41586-019-1850-7.
[3] Kepesidis KV, Jacob P, Zigman M et al.: Electric-Field Molecular Fingerprinting to Probe Cancer. ACS Central Science. 9. April 2025; 11 (4): 560-573. DOI: 10.1021/acscentsci.4c02164.
[4] Kepesidis KV, Stoleriu MG, Feiler N. et al.: Assessing lung cancer progression and survival with infrared spectroscopy of blood serum. BMC Med 23, 101 (2025); DOI: 10.1186/s12916-025-03924-3.

Quelle: idw

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