Die Infrarotspektroskopie ist eine Technik, bei der Infrarotlicht zur Analyse der molekularen Zusammensetzung von Substanzen eingesetzt wird. Es ist, als würde man Molekülen einen Fingerabdruck abnehmen. Bei der Anwendung auf komplexe Bioflüssigkeiten wie Blutplasma kann die Technologie detaillierte Informationen über molekulare Signale liefern. Obwohl die Infrarotspektroskopie seit Langem in der Chemie und der Industrie eingesetzt wird, hat sie sich in der medizinischen Diagnostik noch nicht durchgesetzt.
Dieser Aufgabe hat sich nun ein Team von Forschenden der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ) angenommen. Die Broadband-Infrared-Diagnostics-Forschungsgruppe (Bird) der LMU entwickelte bereits die Methode zum molekularen Fingerabdruck von menschlichem Plasma. Nun arbeiten die Forschenden mit dem Team von Prof. Annette Peters vom Helmholtz Zentrum München zusammen, das eine groß angelegte Bevölkerungsstudie durchgeführt hat. Gemeinsam wendeten sie zum ersten Mal das so genannte Infrarot-molekulare Fingerprinting auf eine diverse Bevölkerung an.
Dazu maßen sie mehr als 5000 Blutplasmaproben mittels Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR). Das Team wandte maschinelles Lernen an, um die Korrelation zwischen den gemessenen molekularen Fingerabdrücken und den medizinischen Daten zu analysieren. Sie entdeckten, dass die Fingerabdrücke ein schnelles Gesundheitsscreening ermöglichen.
Mit dem neuen Ansatz lässt sich jetzt nicht nur eine Krankheit feststellen, sondern eine Reihe von Gesundheitsproblemen und komplexen Zuständen mit mehreren Krankheiten gleichzeitig. Darüber hinaus kann der Test die Entwicklung des metabolischen Syndroms Jahre vor dem Auftreten von Symptomen vorhersagen und so ein Zeitfenster für Interventionen schaffen.
