Jerusalem, 15. Oktober 2026 (TPS-IL) – Israelische Forscher haben eine Polymer-basierte Technologie entwickelt, die eine einfachere und potenziell kostengünstigere Methode zur Erkennung von Blutmarkern im Zusammenhang mit rheumatischem Herzkrankheit bieten könnte. Der Ansatz zielt darauf ab, die Abhängigkeit von Antikörper-basierten Reagenzien und Kühlung zu verringern und damit möglicherweise einige Hürden für Labortests in ressourcenarmen Gebieten zu überwinden.

Die von Prof. Ayelet David von der Ben-Gurion-Universität des Negev entwickelte Technologie nutzt ein synthetisches Polymer, das ein messbares Fluoreszenzsignal erzeugt, wenn es an spezifische Substanzen bindet. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift ACS Biosensors veröffentlicht.

Rheumatisches Herzkrankheit entwickelt sich, wenn eine unbehandelte bakterielle Halsinfektion eine abnormale Immunreaktion auslöst, die die Herzklappen schädigt. Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass die Krankheit im Jahr 2021 etwa 55 Millionen Menschen weltweit betraf und etwa 360.000 Todesfälle verursachte, wobei die Belastung größtenteils auf Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen entfiel.

Eine Früherkennung kann schwierig sein, da Patienten möglicherweise wenige oder keine Symptome aufweisen. Die Diagnose umfasst in der Regel eine medizinische Untersuchung und eine Echokardiographie, eine Ultraschalluntersuchung des Herzens, die in abgelegenen oder unterversorgten Gemeinden schwer zugänglich sein kann. Ohne rechtzeitige Diagnose und Behandlung kann die Krankheit zu dauerhaften Herzklappenschäden, Herzversagen, lebenslanger Behinderung und vorzeitigem Tod führen.

Bluttests könnten helfen, Patienten zu identifizieren, die eine weitere Untersuchung benötigen, aber einige bestehende Tests basieren auf Antikörpern, die temperaturempfindlich sind und gekühlten Transport und Lagerung erfordern.

David, Forscherin und Dozentin an der School of Biomedical Research der Ben-Gurion-Universität in der Fakultät für Gesundheitswissenschaften, entwickelte ein System zur Erkennung von Biomarkern – messbaren Substanzen im Körper, die auf eine Krankheit hinweisen können. Das Polymer kombiniert eine kurze Kette von Aminosäuren, die darauf ausgelegt ist, an einen spezifischen Biomarker zu binden, mit fluoreszierenden Farbstoffmolekülen. Die Bindung an das Ziel kann ein Fluoreszenzsignal aktivieren.

In den Labortests erfassten die Forscher die Sonden auf Nickel-beschichteten Platten und verwendeten einen Fluoreszenzleser, um das Signal zu messen und die Menge des vorhandenen Biomarkers abzuschätzen.

Testen der Polymer-Sonden

Die Forscher testeten die Sonden in Pufferlösungen und fötalem Rinderserum, das mit markierten Biomarkern angereichert war. Die Sonden erkannten E-Selektin und VCAM-1 in Puffer, aber ihre Leistung unterschied sich in Serum. Die E-Selektin-Sonde erzeugte ein messbares, konzentrationsabhängiges Signal in den angereicherten Serumproben, während die VCAM-1-Erkennung beeinträchtigt war, wahrscheinlich weil andere Serumproteine die Bindung störten.

E-Selektin und VCAM-1 sind Moleküle, die mit Entzündungen assoziiert sind und deren Spiegel mit rheumatischem Herzkrankheit in Verbindung gebracht wurden. Keines von beiden ist jedoch ein etablierter alleiniger diagnostischer Marker für die Erkrankung, und die Experimente konnten nicht nachweisen, dass die Technologie die Krankheit bei Patienten diagnostizieren kann. Weitere Forschung ist erforderlich, um festzustellen, ob diese Biomarker, einzeln oder in Kombination, helfen können, rheumatisches Herzkrankheit von anderen Herzklappenerkrankungen und entzündlichen Zuständen zu unterscheiden.

Wenn nachfolgende Studien die Zuverlässigkeit bestätigen, könnte die Technologie schließlich die Biomarker-Screening in Laboren mit begrenzten Ressourcen unterstützen. Ihr modulares Design ermöglicht es Forschern, die Zielbindungs-Komponente auszutauschen, um andere Substanzen zu erkennen, was die Plattform potenziell auf zusätzliche Krankheiten ausdehnen könnte.

Die Forscher konzipierten die Plattform als potenziell stabilere und kostengünstigere Alternative zu Antikörper-basierten Reagenzien. Weitere Tests sind jedoch erforderlich, um ihre Lagerungsanforderungen, die praktischen Kosten und die Eignung für Labore mit begrenzter Ausrüstung zu ermitteln. Die aktuellen Ergebnisse zeigen nicht, dass ein vollständiger diagnostischer Test unter Feldbedingungen ohne Kühlung oder Spezialausrüstung betrieben werden kann.

David sagte, die Plattform könne einen praktischen Ansatz für Blut-Biomarker-Tests in ressourcenarmen Umgebungen bieten. Sie merkte an, dass das Polymer relativ einfach herzustellen sei, unter rauen Feldbedingungen stabil bleiben könne und zur Erkennung zusätzlicher Biomarker im Blut angepasst werden könne.

Weitere Studien sind erforderlich, um die Leistung der Technologie in menschlichen Blutproben zu ermitteln, festzustellen, ob sie Patienten mit rheumatischem Herzkrankheit zuverlässig von denen mit anderen Erkrankungen unterscheiden kann, und ihre Kosten und Leistung mit bestehenden Methoden zu vergleichen. Ihr potenzieller Nutzen liegt in der Verbesserung des Zugangs zu Biomarker-Tests und nicht in einer nachgewiesenen Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit oder der Patientenergebnisse.

Die Forschung wurde von der Leducq Foundation im Rahmen des PRIMA-Konsortiums unterstützt, einer internationalen Zusammenarbeit von Forschern aus Israel, den Vereinigten Staaten, Brasilien, Tansania, Uganda, Indien, Nepal und Kanada.