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Smartphones gegen Parasiten Handy-Mikroskop erkennt Fadenwürmer

Weltweit bedrohen Parasiten-Erkrankungen Millionen von Menschen. Die Diagnose ist zeitaufwendig und erfordert geschultes Personal. Fehldiagnosen können tödlich enden. Dank eines neuen Geräts könnten künftig Smartphones die schwere Aufgabe übernehmen.

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Loa-loa-Fadenwurm

(Foto: www.cdc.gov)

Eine in Afrika häufige Fadenwürmer-Infektion lässt sich mit Hilfe eines Handys schnell und einfach nachweisen. Wissenschaftler haben dazu ein Gerät entwickelt, das das Telefon in ein Video-Mikroskop verwandelt. Sie stellen ihre Entwicklung im Fachblatt "Science Translational Medicine" vor. Der Nachweis von Loa-loa-Fadenwürmern sei für Ärzte in den betreffenden Regionen entscheidend, da davon die Behandlung anderer schwerer Wurm-Erkrankungen abhängt.

Parasiten-Erkrankungen wie Flussblindheit oder Elephantiasis bedrohen Millionen von Menschen vor allem in ärmeren Ländern, schreiben die Forscher um Michael D'Ambrosio von der University of California in Berkeley. Zur Bekämpfung dieser Infektionskrankheiten seien breitangelegte Behandlungskampagnen mit dem Medikament Ivermectin gestartet worden. Diese wurden allerdings in Zentralafrika wieder eingestellt, da dort auch der Fadenwurm Loa loa verbreitet ist. Erhalten Menschen, die eine hohe Zahl dieser Fadenwürmern im Blut haben, Ivermectin, können schwere Nebenwirkungen bis hin zum Tod auftreten.

Bisher werden Loa-loa-Infektionen über einen Blutausstrich nachgewiesen. Das Verfahren dauert allerdings mindestens einen Tag und erfordert geschultes Personal. Für Massen-Behandlungskampagnen eigne es sich daher nicht. Das Team um D'Ambrosio koppelte nun ein herkömmliches iPhone mit einem Gerät, in das eine Blutprobe eingeschoben werden kann. Es enthält außerdem eine Lichtquelle, eine Steuerung und einen USB-Anschluss.

App übernimmt die Auswertung

Eine eigens entwickelte App auf dem Handy steuert nun vollautomatisch das CellScope genannte Gerät und die Analyse der Blutprobe. Dabei filmt die Handy-Kamera die Bewegungen der Loa-loa-Mikrofilarien, über einen Algorithmus wird die Zahl der Erreger berechnet. Mikrofilarien sind die Entwicklungsstadien des Fadenwurms, die unter anderem im Blut der Patienten zu finden sind, und zwar vor allem in einem vierstündigen Zeitfenster über Mittag.

Die Wissenschaftler testeten das Verfahren, das nur wenige Minuten Zeit beansprucht, in einer Pilotstudie an 33 Personen in Kamerun. Das Handy-Mikroskop liefere ähnlich gute Ergebnisse wie das herkömmliche Standard-Verfahren, berichten die Forscher. Es sei dabei deutlich schneller und könne nach kurzer Einweisung von medizinischem Personal oder anderen Helfern bedient werden. Die Materialkosten seien gering.

Die Verfügbarkeit eines Tests, der direkt vor Ort und kurz vor einer medikamentösen Behandlung durchgeführt werden könne, sei ein deutlicher Fortschritt bei der Bekämpfung der schweren Parasiten-Erkrankungen, kommentiert Vincent Resh von der University of California in Berkeley die Arbeit in einer Pressemitteilung der Universität. Resh war an der Studie nicht beteiligt. "Die Entwicklung einer Handy-basierten App ist genial, praktisch und wird dringend benötigt."

"Massen-Behandlungen enorm vereinfacht"

"So ein Handy-basiertes Verfahren vereinfacht die Durchführung von Massen-Behandlungen enorm", urteilt auch Prof. Achim Hörauf, Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie (IMMIP) in Bonn. Es müssten nun größere Patientenzahlen damit untersucht werden, unter anderem um verlässliche Angaben zur Zahl der falsch negativen Befunde zu erhalten. In solchen Fällen würden Patienten mit Ivermectin behandelt, obwohl sie zu viele Loa-loa-Mikrofilarien im Blut haben. In der Pilotstudie gab es keinen falsch negativen Befund.

Hörauf entwickelte gemeinsam mit seinem Team ein anderes Therapiekonzept gegen Wurmerkrankungen wie Elephantiasis und Flussblindheit und erhielt dafür den diesjährigen Memento-Preis für vernachlässigte Krankheiten. Dabei erhalten die Patienten das Antibiotikum Doxycyclin, das bestimmte Bakterien im Inneren der Fadenwürmer abtötet, die für ihr Überleben wichtig sind. Die Behandlung dauert aber einige Wochen und eignet sich deshalb nicht zur Massenanwendung.

145 Millionen Menschen betroffen

Die Flussblindheit wird durch den Fadenwurm Onchocerca volvulus hervorgerufen, dessen Larven von Kriebelmücken auf den Menschen übertragen werden. Nach Angaben der Drugs for Neglected Diseases Initiative (DNDi) sind weltweit mehr als 25 Millionen Menschen damit infiziert. Von Elefantiasis - auch lymphatische Filariasis genannt - seien weltweit mehr als 120 Millionen Menschen betroffen. Die meisten Erkrankungen würden durch den Fadenwurm Wuchereria bancrofti hervorgerufen, der von Mücken übertragen wird.

Wissenschaftler haben in jüngerer Vergangenheit eine Reihe von Diagnose- und Testsystemen entwickelt, die auf Mobiltelefonen basieren und vor allem in ärmeren oder entlegenen Regionen der Welt zum Einsatz kommen sollen. So haben US-Forscher Anfang des Jahres, ebenfalls in "Science Translational Medicine", einen Bluttest auf HIV und Syphillis vorgestellt, der als Energiequelle und zum Anzeigen der Ergebnisse lediglich ein handelsübliches Smartphone benötigt.

Auch Krebs kann mit Hilfe des Smartphones diagnostiziert werden, berichteten Forscher kürzlich im Fachmagazin "PNAS". In diesem Fall fotografiert eine Handy-Kamera Blut- oder Gewebeproben, die zuvor mit bestimmten Antikörpern behandelt wurden. Das Bild wird dann – komprimiert und verschlüsselt – an einen Server geschickt und in Bruchteilen von Sekunden ausgewertet. Das Resultat – die Diagnose – wird dann zurück an das Smartphone gesendet.

Quelle: ntv.de, ail/dpa