Duftstoffprofile verraten Malaria-Infektionen

Forschende der ETH haben die Duftprofile von kenianischen Schulkindern analysiert und festgestellt, dass dies auch bei Menschen der Fall ist. Über ihre Resultate berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «PNAS».

In Zusammenarbeit mit dem Internationalen Zentrum für Insektenphysiologie und -ökologie in Nairobi untersuchten die Wissenschaftler bei 400 Kindern flüchtige chemische Verbindungen, die über die Haut ausgedünstet werden. Dafür packten die Forscher entweder einen Fuss oder einen Ellbogen des Kindes in einen luftdichten Teflonsack und führten während einer Stunde einen Luftstrom über die Hautpartie, wie aus einer Mitteilung der ETH hervorgeht.

Die Luft wurde durch spezielle Filter geleitet, welche die flüchtigen Substanzen banden. Mittels Gaschromatographie und der Massenspektrometrie bestimmten die Forscher schliesslich die Menge und die Art von jedem gesammelten Molekül, um Duftstoffprofile für gesunde und infizierte Kinder zu erstellen.

Mit weiteren Untersuchungen dieser Profile identifizierten die Wissenschaftler die flüchtigen chemischen Verbindungen, die aufzeigen, ob ein Kind den Malariaerreger in sich trägt. Zudem waren die Duftstoffprofile selbst bei akuten und asymptomatischen Infektionen deutlich verschieden, was die Forscher überrascht hat.

Die Duftcocktails verrieten den Erreger sehr zuverlässig auch dann, wenn er erst in sehr kleiner Zahl vorhanden war und mit Mikroskopen noch nicht nachgewiesen werden konnte. Die Aufklärungsrate bei symptomlosen Infektionen lag in dieser Studie bei nahezu 100 Prozent.

«Zu Beginn wussten wir nicht, nach welchen chemischen Verbindungen wir suchen müssen», wird Consuelo De Moraes, Professorin für Biokommunikation und Ökologie an der ETH Zürich, in der Mitteilung zitiert. Denn über die Haut sondert der Körper allerlei Verbindungen ab, die auch von der Ernährung oder von anderen Krankheiten abhängen.

Die Forscherinnen und Forscher hoffen nun, dass sich die von ihnen bestimmten Duftstoffsignaturen möglichst rasch in eine relativ einfache Diagnostik und Früherkennung ummünzen lassen. Die bisher verfügbaren Nachweismethoden wie die DNA-Analysetechnik PCR sind teuer. Ausserdem ist für die Auswertung eine Laborinfrastruktur nötig.

Die Wissenschaftler hoffen, dass sie zur Entwicklung einer solchen Anwendung beitragen können, unter anderem dank einer Partnerschaft mit der Bill Gates Foundation, die ihre Forschung mitfinanziert hat.

Malaria ist in den Tropen und Subtropen noch immer eine tödliche Gefahr. Jedes Jahr erkranken weltweit über 200 Millionen Menschen daran, mehrere Hunderttausend sterben an den Folgen der Infektion. Besonders betroffen sind Kinder.