Zuckermessen ohne Pieks

Forscherteam um Prof. Werner Mäntele hat neue Blutzuckermessmethode für Diabetiker gefunden

Veröffentlicht am: Montag, 15. Dezember 2014, 10:44 Uhr (378)

FRANKFURT. Diabetes mellitus ist nicht heilbar. Man kann jedoch gut mit der Zuckerkrankheit leben – vorausgesetzt, man ernährt sich richtig und setzt immer die richtige Menge Insulin zu. Um die Insulindosis ermitteln zu können, mussten Diabetiker sich bislang mehrmals täglich in den Finger stechen. Das ist schmerzhaft und teuer – und vielleicht bald Vergangenheit: Biophysiker der Goethe-Universität können den Blutzucker seit neuestem mit Licht messen.

Urin? Speichel? Tränenflüssigkeit? In welcher Körperflüssigkeit kann der Zuckergehalt ebenso gut gemessen werden wie im Blut? Diese Frage stand am Anfang der Überlegungen von Prof. Werner Mäntele und seinem Team. Und vor allem sollte diese Substanz ohne Eingriff zugänglich sein. Doch Urin reagiere erst bei sehr hohem Blutzucker, Speichel ist ebenso wenig aussagekräftig wie Tränenflüssigkeit. „So kamen wir auf die so genannte interstitielle Flüssigkeit, die sich sehr nah an der Oberfläche unter den abgestorbenen Hautzellen der obersten Hautschicht befindet“, erzählt Mäntele. Diese Flüssigkeit kennt jeder, der sich schon einmal die Haut aufgeschürft oder beim Wandern eine Wasserblase zugezogen hat, sie ist klar und durchsichtig, und – so der Wissenschaftler – dieses sogenannte Interstitium habe sogar weniger Störfaktoren als das Blut. Will heißen: Ändert sich der Blutzuckergehalt im Blut, ist das hier besonders gut und ohne Verzögerung ablesbar. Die Frage ist nur: Wie?

Mäntele und sein Team beschäftigen sich schon seit längerem mit den Möglichkeiten der Analyse von Flüssigkeiten durch Spektrometrie, also durch den Einsatz von Lichtstrahlen. Dabei wird unter anderem infrarotes Licht, also Wärmestrahlung, verwendet, weil diese besonders spezifisch von Molekülen absorbiert wird. So kommen Entwicklungen aus Mänteles Denkfabrik inzwischen in sehr unterschiedlichen Anwendungsbereichen im Einsatz: zum Beispiel bei der Blutgerinnungsmessung während einer Operation und zur Qualitätskontrolle beim Bierbrauen. Neben nationalen Patenten wurden der Goethe-Universität für die neuen Messmethoden schon vor einigen Jahren mehrere Patente zugesprochen. Dass auch Glukosewerte auf diese Weise gut gemessen werden können, ist seit längerem bekannt. „Glukose hat eine fantastische Signatur, so spezifisch wie ein Fingerabdruck“, schwärmt Professor Mäntele.

Auf dieser Grundlage hat das Team der Biophysik nun auch ein Verfahren zur Blutzuckermessung entwickelt: Gemessen wird zum Beispiel an der gut durchbluteten Fingerkuppe. Sie wird auf ein optisches Element, ähnlich einem Prisma, aufgelegt, ein Infrarot-Laserstrahl wird gezielt auf die Haut gelenkt und dort in der interstitiellen Flüssigkeit von der Glucose absorbiert. Diese Absorption ist mit einer sehr geringen Wärmeentwicklung verbunden und die Wärme geht von der Haut auf das Prisma über. Im Prisma entsteht eine sogenannte thermische Linse, vergleichbar mit dem Mirageeffekt bei der flimmernden Luft auf heißem Asphalt im Sommer. Durch diesen Mirageeffekt im Prisma wird ein zweiter Laser abgelenkt; aus der Ablenkung kann die Glucosekonzentration bestimmt werden.

Für die neue Methode, die von der Arbeitsgruppe in der renommierten Fachzeitschrift „Analyst“ veröffentlicht wurde, hat Mäntele bereits im Sommer ein weiteres Patent eingereicht. „Wir sind überzeugt, dass unsere Methode breite Resonanz finden wird, nicht nur für die Glucosemessung, sondern auch für die Untersuchung von Salben und Kosmetika auf der Haut“, sagt Mäntele.

Aber auch wenn der Markt für solche Methoden sehr groß ist und zahlreiche Firmen an Entwicklungen auf diesem Gebiet interessiert sind, sucht das Team noch nach einer Finanzierung für die Entwicklung eines Prototyps. In drei Jahren könnte dann als Zwischenstufe ein Gerät in der Größe eines Schuhkartons zur Verfügung stehen, das dann auch klinisch erprobt werden kann. Parallel dazu finden erste Studien mit Diabetikern statt, die unter unterschiedlichen Bedingungen immer wieder zum Test vorbeikommen.

Sollte das Verfahren eines Tages mit Hilfe eines industriell gefertigten Geräts Eingang in den Alltag von Diabetikern finden, würde das nicht nur manchen schmerzhaften Pieks überflüssig machen, sondern auch viel Geld sparen: Derzeit zahlen allein die gesetzlichen Krankenkassen jährlich etwa 1,5 Milliarden Euro im Jahr für die notwendigen enzymatischen Blutzucker-Messstreifen. Das möglichst häufige Messen aber wird weiterhin notwendig bleiben, denn ein dauerhaft zu hoher Blutzuckergehalt kann unter Umständen verheerende Folgen haben, ebenso wie eine starke Unterzuckerung. Auch global wird das Interesse an einem besseren Diabetes-Management wachsen: In den USA, in Afrika und China steigen die Diabetikerzahlen weiterhin an.

Informationen: Prof. Dr. Werner Mäntele, Geschäftsführender Direktor
Institut für Biophysik, Goethe-Universität Frankfurt, Tel. ++49 (0) 69 798 46410

Bild zum Download unter: www.muk.uni-frankfurt.de/53440462