Neurodegeneratieve ziekten diagnosticeren met grafeen

Detectie van ALS-biomarkers met grafeen. Afbeelding: Berry Research Laboratory, UIC

Grafeen biedt veel mogelijkheden. Naast het produceren van componenten of zonnecellen is het waarschijnlijk ook geschikt voor het stellen van een diagnose voor cerebrale ziekten zoals ALS en in de toekomst misschien ook MS.

Het probleem van de diagnoses van ziekten zoals ALS (amyotrofische laterale sclerose – een progressieve, neurodegeneratieve ziekte) is, dat ze eigenlijk alleen kunnen worden gevonden door het uitsluiten van andere ziekten. Als er een rechtstreekse en specifieke mogelijkheid zou zijn om een diagnose te stellen, dan zou dat de patiënten een lange zoektocht langs verschillende specialisten besparen, maar ook zou de behandeling dan sneller kunnen beginnen. En die mogelijkheid lijkt zich nu aan te dienen.

Als grafeen in contact komt met cerebrospinale vloeistof van patiënten met zo’n ziekte, leidt dat tot een duidelijke verandering van de resonantie-eigenschappen van het grafeen in vergelijking met gezonde controlepersonen. Dat is ook het geval bij MS-patiënten (Multiple Sclerose), bij wie de differentiaaldiagnose vooral in het beginstadium erg moeilijk is. Deze duidelijke veranderingen tonen eenduidig aan, van wat voor patiënt de vloeistof afkomstig is: een met ALS , MS of van iemand die geen neurodegeneratieve ziekte heeft. Dat is een grote stap vooruit voor de medische wetenschap.

Grafeen
Grafeen is, zoals bekend, een materiaal dat bestaat uit één laag koolstofatomen. Elk koolstofatoom is met chemische verbindingen gekoppeld aan de aangrenzende koolstofatomen. Door de elasticiteit van die verbindingen ontstaan resonanties (fononen), die heel nauwkeurig kunnen worden gemeten. Als een molecuul interactie heeft met grafeen, veranderen die resonanties op een heel specifieke en kwantificeerbare wijze. Zo’n objectieve diagnostische test zou patiënten kunnen helpen om eerder met de behandeling te beginnen en zo de ontwikkeling van de ziekte te vertragen.

De diagnostische mogelijkheden lijken nog niet uitgeput, want de onderzoekers van de University of Illinois at Chicago konden zelfs vaststellen, of de vloeistof van een ALS -patiënt van meer of minder dan 55 jaar oud kwam. Er zijn ook verschillen tussen oudere en jongere ALS -patiënten, namelijk tussen de erfelijke vorm van ALS , die meestal vóór het 55e levensjaar symptomen geeft, en de zogenaamde sporadische ALS , die pas later in het leven optreedt.

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het vakblad Applied Materials & Interfaces.

Bron: Elektor MAGAZINE