Eine praktischere – und weniger schmerzhafte – Alternative für die Blutzuckermessung
Der Schlüssel im Umgang mit Diabetes ist die kontinuierliche Überwachung des Blutzuckerspiegels. Für Milliarden Betroffene auf der ganzen Welt bedeutet das, dass sie sich vier bis fünf Mal am Tag eine Nadel in den Finger stechen müssen. Das ist sehr schmerzhaft und äußerst umständlich. Daher befolgen viele Betroffene die erforderlichen Maßnahmen nicht korrekt – und das könnte ihr Leben in Gefahr bringen. Aber was, wenn es eine weniger schmerzhafte und praktischere Methode zur Überwachung der Glukosewerte gäbe? Diese Frage stellt das EU-finanzierte Projekt GlucoTear. „Unser Ziel ist die Überprüfung der Diabetespathologie ohne schmerzhaften Fingerstich“, sagt Jesús Lancis, Direktor für Forschung und Innovation der Forschungsgruppe für Optik an der Universität Jaume I und Hauptpartner des Projekts GlucoTear. Um das zu erreichen, wurde im Rahmen des Projekts eine Lösung entwickelt, für die Tränenflüssigkeit anstatt Blut benötigt wird und die den schmerzhaften Stich durch eine Smartphone-App ersetzt. Die Forschung wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert.
Messung von Glukose in Tränenflüssigkeit
Laut Lancis korreliert die Glukosekonzentration in Tränenflüssigkeit in hohem Maße mit der Blutglukosekonzentration. „In der Theorie bedeutet das, dass Tränenflüssigkeit zur Überwachung der okulären Glukosewerte als Marker für Diabetes verwendet werden kann“, erklärt er. „Die Herausforderung dabei ist jedoch, dass die Glukosekonzentration in Tränenflüssigkeit viel geringer ist als im Blut.“ Um diese Herausforderung zu bewältigen, wurde im Rahmen des Projekts ein optischer Nanopartikelsensor gesucht, der bei Kopplung mit einer Smartphonekamera zur Messung der Glukosekonzentration in der Tränenflüssigkeit der Person verwendet werden kann. „Mit der Lösung von GlucoTear müssen die Menschen mit Diabetes nur eine kleine Menge Tränenflüssigkeit auffangen, diese mit einer fluoreszierenden Substanz mischen und unter die Kamera ihres Smartphones stellen“, erklärt Lancis weiter. „Durch Abgleich der Fluoreszenzkonzentration des Gemischs mit einer Äquivalenztabelle misst der Sensor den Glukosespiegel automatisch.“ Die fluoreszierende Substanz ist eine der wesentlichen Innovationen des Projekts. Sie enthält Kohlenstoff-Quantenpunkte (Nanopartikel, die kleiner als 5 nm groß sind), die fluoreszierende optische Eigenschaften haben. Ein Biomarker mit der Tränenflüssigkeit der betroffenen Person bindet dann an die interagierenden Quantenpunkte. Wird das Gemisch dann mit blauem Licht aus dem Sensor bestrahlt, emittiert es ein fluoreszierendes Signal, das die Messung der Glukosekonzentration in der Probe ermöglicht. „Je heller die Fluoreszenz, desto höher der Anteil der Glukose in der Probe“, gibt Lancis an. Während der Erprobung konnte die Lösung von GlucoTear Glukosewerte von bis zu 1 mg/dl messen. Dieser Wert liegt im Bereich der in Flüssigkeiten wie Schweiß und Tränen vorliegenden Glukosekonzentration.
Verbesserung der Erkennung und Behandlung
Die Lösung von GlucoTear besitzt das Potenzial die Behandlung und Überwachung von Diabetes zu revolutionieren. „Es wird nicht nur die Lebensqualität der Betroffenen verbessern, sondern auch eine bessere Erkennung der Erkrankung vor allem in Entwicklungsländern ermöglichen“, schließt Lancis. „Da alle Messungen mithilfe des Mobiltelefons durchgeführt werden, können außerdem alle Daten digital gespeichert werden. Dadurch wird das Risiko für Diagnose- und Überwachungsfehler reduziert.“ Das Forschungsteam arbeitet derzeit an der Optimierung der Biosensorik der Lösung. Nach den klinischen Studien soll die Lösung von GlucoTear vollständig kommerzialisiert werden.
Schlüsselbegriffe
GlucoTear, Glukose, Diabetes, Diabetiker, Kohlenstoff-Quantenpunkte