Details zum Projekt

Medizinische Diagnostik und Überwachung sind oftmals invasiv, erfordern viel Zeit und sind meist teuer. Die Analyse der Ausatmungsluft stellt eine bisher kaum genutzte Methode dar, auf nicht-invasive Art und Weise mehr über mögliche Krankheiten und den Zustand des Körpers zu erfahren. Dass dies grundsätzlich möglich ist, zeigen wissenschaftliche Berichte von Hunden und Ratten, die darauf trainiert wurden, Krebs bzw. Tuberkulose zu erkennen. Unsere Ausatmungsluft enthält eine Vielzahl von Molekülen, in ihrer Gesamtheit das Exhalom genannt. Die Zusammensetzung des Exhaloms ist nicht konstant, sondern hängt vom jeweiligen individuellen gesundheitlichen Zustand einer Person ab. Zurich Exhalomics hat es sich zum Ziel gesetzt, hochempfindliche analytische Instrumente zu entwickeln, um das Exhalom interpretierbar und im klinischen Alltag nutzbar zu machen. So sollen in Zukunft insbesondere Krankheiten der Lunge und Atemwege (z.B. Asthma, COPD, Lungenkrebs etc.) über die ausgeatmete Luft mittels eines Gerätes innerhalb von Minuten erkannt werden. Zusätzlich liefert das Exhalom aber auch Erkenntnisse bezüglich der im Körper ablaufenden Stoffwechselprozesse, was neue Ansatzpunkte für die Entwicklung und Wirkung neuer Medikamente ergibt.   

Das zu entwickelnde Gerät soll letztendlich portabel sein und einsetzbar für die Diagnose und das Monitoring einer möglichst grossen Anzahl von Krankheiten und deren Therapien. Das Anwendungsspektrum beschränkt sich nicht auf Atemwegserkrankungen, auch bei vielen anderen Erkrankungen, z.B. Diabetes oder Nierenerkrankungen, können Stoffwechselprodukte im Atem nachgewiesen werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen in der nicht-invasiven Analytik von Pharmakokinetik, Chronopharmakologie und in der Überwachung von Sedation und Anästhesie. 

 

 

Device green red

Massenspektrometrische Analyse der Ausatemluft in real-time: Das Geräte zeigt sofort an ob eine Krankheit vorliegt (rot) oder nicht (grün). 

Fokuskrankheiten und Biomarker

Mit Fokus auf eine Reihe von Lungen bzw. Atemwegskrankheiten entwickelt das Konsortium laufend neue Biomarker aus der Analyse des Exhaloms betroffener Patienten und vergleicht diese mit gesunden Individuen. Das UniversitätsSpital Zürich und das Kinderspital Zürich sind Anlaufstellen einer grossen Anzahl von Patienten, die bereits jetzt an einer von über zehn klinischen Studien teilnehmen.

Zu den Subprojekten des Tracks "Biomarker and Disease"

Technologieentwicklung

Drei nicht-invasive Kerntechnologien stehen für die effiziente Echtzeitanalyse des Exhaloms der Ausatmungsluft zur Verfügung: Die sekundäre Elektrospray-Ionisations – Massenspektrometrie (SESI-MS), Quantenkaskaden Laser-basierte Vibrationsspektroskopie und chemische Sensorarrays. In enger Zusammenarbeit entwickeln die erfahrensten Fachmediziner des UniversitätsSpitals Zürich, des Kinderspitals, sowie hochqualifizierte Forscher der ETH und der Universität Zürich diese Technologien weiter, um bei höchstmöglicher Empfindlichkeit und Benutzerfreundlichkeit eine nahtlose Integration innerhalb der jeweiligen medizinischen Anwendung zu ermöglichen.

Zu den Subprojekten des Tracks "Technology Development"