US-Studie

Speichel hat enormes Potenzial für Gesundheitsüberwachung

Allgemeinmedizin
Forschende haben ein Sensorsystem entwickelt, mit dessen Hilfe die Konzentration von Antiepileptika im Speichel bestimmt werden kann.

Forschende der Oregon State University haben ein Sensorsystem entwickelt, mit dem sich in Zukunft durch einen einfachen und selbst durchführbaren Speicheltest feststellen lassen könnte, ob Menschen, die an Epilepsie leiden, die optimale Konzentration von Antiepileptika im Körper haben. Anhand der durch den Sensor generierten Daten lässt sich eine personalisierte Medikamentendosierung bestimmen, die das Risiko toxischer Nebenwirkungen durch zu hohe Dosen und von Anfällen durch unwirksame niedrige Dosen verringert.

3,5 Millionen Amerikaner leiden unter Epilepsie

Etwa 3,5 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten leiden an Epilepsie, darunter fast eine halbe Million Kinder. Epilepsie ist eine neurologische Störung, die sich durch Muskelkrämpfe, Zuckungen und Bewusstseinsverlust zusätzlich zu den Anfällen auszeichnet. Die negativen Auswirkungen auf die körperliche und geistige Gesundheit sind zahlreich, einschließlich eines Suizid-Risikos, das im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung erhöht ist.

Antikonvulsiva gibt es seit mehr als einem Jahrhundert, aber die optimale Dosis ist von Patient zu Patient sehr unterschiedlich. Ein Beispiel: "Das häufig verschriebene Carbamazepin (CBZ) zeigt starke Wechselwirkungen mit anderen Antiepileptika und auch mit Antibiotika", erklärt Lael Wentland, Erstautor der Studie. "Außerdem variiert die Art und Weise, wie es sich im Körper bewegt, von Person zu Person sehr stark, und oberhalb eines sehr engen therapeutischen Bereichs ist es so giftig, dass es zu schlechter Muskelkontrolle, Desorientierung, Halluzinationen und sogar Koma führen kann."

Medikamenten-Nachweis ohne lange Wartezeiten

Ziel ist es, durch das neu entwickelte System in Zukunft Epilepsiepatienten zu helfen, den Gehalt ihrer Medikamente von zu Hause aus zu überwachen, während die Standard-Methode bislang ein Bluttest mit Auswertung im Labor ist. Die Forschenden entwarfen ein transportables, auf Mikrofluidik basierendes System, das das Antikonvulsivum Carbamazepin „bei therapeutisch relevanten Konzentrationen von 2,5 μM bis 15 μM“ im Speichel nachweisen kann, ohne dass der Speichel zuvor einem langwierigen Vorbehandlungsprozess unterzogen werden muss [Wentland et al., 2022]. Unter Mikrofluidik versteht man das Verhalten von Flüssigkeiten, die sich in mikroskopisch kleinen, mit Kanälen und Kammern ausgestatteten Geräten bewegen oder darin eingeschlossen sind.

"Speichel, der leicht und nicht invasiv zugänglich ist, hat ein enormes Potenzial für die Gesundheitsüberwachung, und es wurde bereits gezeigt, dass die Carbamazepin-Konzentration im Speichel mit der Konzentration des Medikaments in der Blutbahn korreliert", erklärt Alain Fu, einer der Studienautoren. "Aber der Speichel stellt auch eine Herausforderung für den elektrochemischen Nachweis des Medikaments dar, da der Speichel eine komplexe Zusammensetzung aufweist, die zu Signalstörungen führen kann".

Wentland, L., Cook, J.M., Minzlaff, J. et al. Field-use device for the electrochemical quantification of carbamazepine levels in a background of human saliva. J Appl Electrochem (2022). https://doi.org/10.1007/s10800-022-01785-9

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