DE69937158T2 - Verwendung von haaren zum nachweis von brustkrebs, prostatakrebs oder alzheimerkrankheit - Google Patents

Verwendung von haaren zum nachweis von brustkrebs, prostatakrebs oder alzheimerkrankheit Download PDF

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    • A61B5/4088Diagnosing of monitoring cognitive diseases, e.g. Alzheimer, prion diseases or dementia

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Gegenwart eines Gens, das für einen pathologischen Zustands verantwortlich ist, oder des pathologischen Zustands selbst in biologischem Material, in dem die Moleküle gleichmäßig angeordnet sind. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung das Analysieren von Haar zum Erkennen der Gegenwart des BRCA-1-Gens, der Gegenwart von Brustkrebs per se, der Gegenwart von Prostatakrebs und einer bestätigenden Diagnose für die Alzheimer-Krankheit.
  • In Australien ist Brustkrebs noch immer eine Haupttodesursache bei Frauen. Es wurde festgestellt, dass ihn etwa 14% der australischen Frauen im Laufe ihres Lebens haben werden. Wenn der Krebs jedoch früh genug diagnostiziert wird, während er noch in der Brust eingegrenzt ist, besteht eine ungefähr 98%ige Aussicht auf eine völlige Heilung. Ein kostengünstiges Werkzeug zur frühzeitigen Diagnose würde einen großen Durchbruch auf diesem Fachgebiet der Medizin bedeuten.
  • Die Gene, die für familiären Brustkrebs verantwortlich sind, sind bereits ermittelt worden und derzeit werden Kliniken gegründet, um diejenigen Menschen zu überwachen, deren Familienmitglieder ein positives Testergebnis auf dieses Gen gezeigt haben. Der Abschluss dieser Tests dauert jedoch Wochen, sie sind äußerst kostenintensiv und können deshalb nicht auf alle Frauen erweitert werden und sind derzeit auf die risikoreiche Personengruppe begrenzt, deren Mütter Brustkrebs hatten.
  • Derzeit wird ein sehr teurer und zeitaufwendiger Test benutzt, um die Träger von Genen wie Brustkrebsgenen zu ermitteln.
  • Die Technik dieser Erfindung stellt einen relativ kostengünstigen, etwa 1minütigen alternativen Test bereit. Sie bietet auch eine mögliche Reihenuntersuchungstechnik zum Beispiel für Brustkrebs per se mit einfachem Zugang zur Probensammlung und -handhabung. Solch ein Test kann die Mammografie ersetzen, die nicht nur teuer ist, an verschiedenen Stellen vorgenommen werden muss und vom Standpunkt einer Frau recht schmerzhaft ist, sondern auch nicht 100%ig verlässlich und in einigen Fällen sehr schwer zu interpretieren ist.
  • VERONICA JAMES ET. 'Using Hair to Screen for Breast Cancer' NATURE, Band 398, 04. März 1999, Seite 33–34, offenbart die Wechselbeziehung von Beugungsmustern von Haaren, die durch Faser-Röntgenbeugungsstudien mit Brustkrebs und Mutation in dem BRCA1-Gen erhalten wurden.
  • STEPHENSON J: "X-ray analysis of hair reveals breast cancer" JAMA: THE JOURNAL OF THE AMERICAN MEDICAL ASSOCIATION, Band 281, Nr. 17, 5. Mai 1999, Seite 1578–1579, UNITED STATES ISSN: 0098-7484, zeigt, dass die Gruppe, die die oben zitierte Studie (James et al., 1999) ausgeführt hat, die Analyse von Proben von Männern mit Prostatakrebs und gesunden Männern plante.
  • In dem Dokument ACADEMIC PRESS, VERONICA J. JAMES ET. AL'Changes in the Molecular Structure of Hair in Insulin-Dependant Diabetes' BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, Band 233, April 1997, Seite 76–80, zeigte die Synchrotron-Röntgenbeugung unter kleinem Winkel deutliche und stetige Veränderungen in der Molekülstruktur von α-Keratin von Kopfhaar bei insulinabhängiger Diabetes (IDDM).
  • Offenbarung der Erfindung
  • Auf mikroskopischer Ebene betrachtet besteht ein einzelnes Haar aus einem Kern (der Medulla), der von einer Zwischenschicht (dem Kortex) und dann von einer dünnen äußeren Umhüllung (der Kutikula) umgeben ist. Der Kortex kann als ein kontinuierliches Netz von α-Keratin-Fibrillen betrachtet werden, die parallel zu der Länge des Haars angeordnet und von einem Zellmembrankomplex zusammengehalten werden. Während der Keratinisation in dem Follikel wird jede einzelne kortikale Zelle in eine Plasmamembran eingehüllt, die grundsätzlich eine biomolekulare Schicht von Phospholipiden ist, die als der Haftstoff zwischen benachbarten Zellen agieren. Solch eine regelmäßige Anordnung ist ideal für die Faser-Röntgenbeugungsanalyse geeignet, wobei die Ultrastruktur von menschlichem Haar früher aus Daten der hochintensiven Synchrotronstrahlungsstreuung kombiniert mit Ergebnissen aus physikalischen Schwell- und Dehnversuchen bestimmt wurde. Diese Daten zeigen, dass die Hauptbestandteile des Kortex hexagonale Anordnungen von α-Keratin-Fibrillen sind, die die Zwischenfilamente (IFs) umfassen. Die Grundeinheit des IF ist die doppelt spiralförmige α-Keratin-Kette. Zwei dieser Windungen zusammen bilden ein eng gebundenes Tetramer. Acht der Tetramere winden sich dann in einer langsamen Spirale, um die äußere Schicht des IF zu bilden. Die acht Tetramereinheiten sind derart gestaffelt, dass der Beginn der siebten direkt über der ersten ist und die gesamte Anordnung um einen Winkel von 7° gekippt ist, wodurch die sechs Verbindungen in einer kompletten Umdrehung um das IF bereitgestellt werden, um eine hexagonale Anordnung zu bilden. Die α-helikalen Einheiten der IFs mit ihrer kürzeren Verbindungseinheit bestehen aus etwa 311 bis 312 Resten, was der 47,0-nm-Wiederholung in der Faserrichtung entspricht. Die axiale Wiederholung der Verbindungsbefestigungspunkte bei 62,7 nm in der Faserrichtung entspricht den nicht-helikalen Endwiederholungen entlang der geneigten Tetramereinheiten. Ein typisches Röntgenbeugungsmuster, das von normalen Subjekten im Alter zwischen 4 und 80 Jahren erhalten wurde, ist in 2 dargestellt, das von Personen mit Brustkrebs ist in 3 dargestellt.
  • Eine Faser-Röntgenbeugung unter kleinem Winkel in Verbindung mit der angemessenen Analyse bringt die Molekülstruktur jedes beliebigen Materials hervor, in dem eine regelmäßige Anordnung von Molekülen vorliegt. Das Haar ist solch ein Material, das durch regelmäßige α-Keratin-Anordnungen gekennzeichnet ist. Studien, die eine Synchrotronstrahlung benutzen, haben nicht nur die Struktur von α-Keratin per se und diejenige des spezifischen α-Keratins im Haar hervorgebracht, sondern auch die molekularen Veränderungen, die im menschlichen Haar bei insulinabhängiger Diabetes eintreten, aufgezeigt und identifiziert.
  • Nun ist überraschend herausgefunden worden, dass Studien zur Faser-Röntgenbeugung unter Verwendung von Synchrotronstrahlung deutliche und stetige Veränderungen in der Ultrastruktur von Haar von Brustkrebspatienten zum Vorschein bringen können. Die Erfindung ist durch die beiliegenden Ansprüche definiert.
  • Die benutzten Röntgenstrahlen sind geeignet aus der Synchrotronstrahlung oder anderen monochromatischen Röntgenstrahlquellen, die Röntgenstrahlen innerhalb eines Energiebereichs von fünf bis fünfundzwanzig keV bereitstellen, abgeleitet.
  • In der Praxis wird ein einziges Haar in der Nähe der Kopfhaut oder anderer Bereiche wie dem Schambereich eines Menschen entnommen. Die Probe wird in destilliertem Wasser gewaschen und unter normalen Bedingungen (Temperatur 20°C und Atmosphärendruck) getrocknet und dann in Stücke von etwa 30 mm Länge geschnitten. Der Prüfling wird unter ausreichender Spannung zur Beibehaltung der Ausrichtung in einer Zelle befestigt. Die Zelle wird dann auf einem Beugungsmesser unter kleinem Winkel derart angeordnet, dass die Probe zu dem Strahl senkrecht ist. Der Raum zwischen der Probe und der Abbildungsplatte wird luftleer gemacht, um Absorptions verluste und Luftstreuung zu minimieren.
  • Die Röntgenbeugungsexperimente werden mittels einer monochromatischen Röntgenstrahlquelle wie einer Synchrotronvorrichtung unter kleinem Winkel, zum Beispiel einer B115, Photon Factory, Tsukuba oder dergleichen mit einem Röntgenstrahlwellenlänge im Bereich zwischen 0,06 und 0,20 nm ausgeführt. Ein einfallender Fluss auf den Prüfling bei ungefähr 8 × 1010 Photonen/Sek. kann erzeugt werden, wenn der Photon Factory-Speicherring bei 25 GeV mit einem Strahlstrom von 145 mA betrieben wird. Eine 0,15-nm-Wellenlänge wurde bei dieser Vorrichtung benutzt. Die Röntgenstrahlmuster werden auf Abbildungsplatten, zum Beispiel Fuji Bas III-Abbildungsplatten aufgezeichnet. Die Aussetzungszeit für die Haarprobe liegt unter Verwendung von Synchrotronquellen geeignet zwischen 5 Sekunden und 5 Minuten, kann jedoch unter Verwendung anderer Röntgenstrahlquellen Tage oder Wochen betragen. Vorzugsweise beträgt die Aussetzungszeit bei Synchrotronquellen der zweiten Generation etwa 60 Sekunden und bei Synchrotronquellen der dritten Generation 20 Sekunden. Die Abstände von der Probe zu der Abbildungsplatte betragen etwa 20 mm bis 3.000 mm. Geeignet werden 400 mm benutzt. Die Analyse der aufgezeichneten Muster wird mittels zwei Computerpakete ausgeführt. Die meridionalen Daten werden mit Hilfe einer Bragg-Analyse analysiert, die äquatorialen Daten werden mit Hilfe angemessener Bessel-Funktionen analysiert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Eine Anzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des Röntgenstrahl-Analysesystems dieser Erfindung;
  • 2 ein Röntgenbeugungsmuster, das aus normalem Haar erhalten wurde;
  • 3 ein typisches Röntgenbeugungsmuster, das aus Harr von Patienten mit Brustkrebs erhalten wurde;
  • 4 ein weiteres Röntgenbeugungsmuster aus normalen Haar;
  • 5 ein weiteres typisches Röntgenbeugungsmuster, das von Patienten mit Brustkrebs erhalten wurde;
  • 6 ein Röntgenbeugungsmuster, das aus dem Haar von BRCA1-Knock-Out-Mäusen erhalten wurde und einen sehr schwachen Ring (durch einen Pfeil angezeigt) aufweist;
  • 7 ein Röntgenbeugungsmuster aus dem Haar eines Menschen mit Prostatakrebs, das eine zusätzliche Reflektion (in der Figur durch einen Pfeil dargestellt) zeigt;
  • 8 ein Röntgenbeugungsmuster aus dem Haar eines Menschen mit der Alzheimer-Krankheit, das eine zusätzliche Reflektion (in der Figur durch einen Pfeil dargestellt) zeigt; und
  • 9 eine Darstellung der helikalen Anordnung von Tetrameren in dem Haar einer normalen Maus.
  • Beste und andere Arten und Weisen zur Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die den Schutzbereich davon nicht einschränken soll.
  • 1 zeigt das System 1 zum Analysieren von Haar gemäß der Erfindung. Eine Röntgenstrahlquelle, die schematisch durch den Pfeil 2 dargestellt ist, ist ein kollimierter monochromatischer Röntgenstrahl, der einen einzelnen Haarstrang 3 bestrahlt. Das Bezugszeichen 4 bezieht sich auf das, was im Stand der Technik als der „luftleere Röntgenstrahl-Flugweg" bekannt ist. Innerhalb dieses Flugwegs werden die gestreuten Röntgenstrahlen 5 aus der Richtung des ungestreuten Strahls 6 abgelenkt. Der ungestreute Strahl 6 ist durch eine Strahlsperre 7 verschlossen, während die gestreuten Röntgenstrahlen an der Abbildungsplatte 8 ankommen und erkannt werden, wie durch die Bezugszeichen 9a, 9b, 9c und 9d schematisch dargestellt.
  • Wie oben erwähnt, können die Muster, die auf der Abbildungsplatte erscheinen, durch im Stand der Technik gut bekannte Verfahren analysiert werden.
  • Es wurde herausgefunden, dass normales Haar aller geborenen Menschen, die diesbezüglich untersucht wurden, distinktive, wiederholbare Muster aufwiesen, die über einen Altersbereich von 4 Jahren bis 80 Jahren nur leicht variierten. Ein typisches Muster von normalem Haar ist in 2 dargestellt. Dies ist ein typisches Synchrotron-Röntgenbeugungsmuster von menschlichem Haar, das für Menschen ohne Brustkrebs erhalten wurde. Die meridionalen Reflektionen ergeben sich aus der Anordnung der Spiralen entlang der Achse der Faser. Das äquatoriale Muster ergibt sich aus der stark ausgerichteten zylindrischen Umhüllung der α-Keratin-Fasern in dem Kortex. Der Einsatz zeigt den zentralen Abschnitt des Musters nach der Hintergrundkorrektur. Der Bogen, der durch den Pfeil angezeigt ist, ist die erste Ordnung der Bragg-Reflektion, die sich aus der Plasmamembran ergibt, die jede kortikale Zelle umgibt, und ist deshalb zu der Faser senkrecht.
  • Zu einem zweiten Satz von Haarproben gehörte Haar von:
    • (a) Patienten mit Brustkrebs, von denen bekannt ist, dass sie das eine oder andere familiäre Gen besitzen,
    • (b) Patienten mit Brustkrebs, von denen bekannt ist, dass sie kein familiäres Gen besitzen,
    • (c) junge Mitglieder von Familien mit einer Brustkrebsanamnese. Diese Mitglieder haben ein Risiko von etwa 1 zu 4 bis 5, an Brustkrebs zu erkranken. All diese Haarproben wiesen Veränderungen in den Synchrotronbeugungsstudien auf, von denen ein typisches Beispiel in 3 angegeben ist. Diese Figur ist ein typisches Synchrotron-Röntgenbeugungsmuster von menschlichem Haar von Brustkrebspatienten. Die Ringstruktur ist auf das für die Kontrollen erhaltene Beugungsmuster aufgesetzt. Der Einsatz zeigt den inneren Abschnitt nach der Hintergrundkorrektur und zeigt deutlich, dass die erste Ordnung des Ringmusters mit den gleichen Abständen wie der ersten Ordnung der Bragg-Reflektion übereinstimmt, die aus der Plasmamembran der Kontrollen entsteht. Die Ergebnisse zeigen, dass die beobachteten Veränderungen mit Brustkrebs per se in Beziehung stehen. Bei den Familienmitgliedern zeigten zwei Mitglieder einer Familie eine Veränderung, das dritte zeigte keine. Diese Tatsache würde erkennen lassen, dass das Tragen eines Brustkrebsgens oder von Brustkrebsgenen diese Anomalie hervorbringen kann, wobei diese Technik unterscheiden kann, welche Mitglieder der Familie diese Anomalie tatsächlich haben.
  • Die beobachteten Veränderungen traten bei allen Proben von Kopfhaut- und Schamhaar auf, die von Frauen mit Brustkrebs entnommen wurden, und wurden auch bei Menschen beobachtet, die bezüglich der familiären BRCA-Gene ein positives Testergebnis aufwiesen, jedoch bislang keinen Krebs haben. In all diesen Fällen werden die Röntgenbeugungsmuster für normales menschliches Haar von einem Ring oder Satz von Ringen überlagert, der einem Abstand von 4,44 ± 0,06 nm entspricht. Die Natur und Position dieses Pulvermusters zeigt, dass während der Bildung der Faser in dem Follikel zusätzliches Material in einer vollkommen zufälligen Anordnung an den Zellmembrankomplex gebunden wird. Die Reprodu zierbarkeit dieser Veränderungen zeigt, dass ähnliche Haaranalysen wie die hier beschriebenen für eine einfache, nicht-invasive Erkennung von Brustkrebs in einem frühen Stadium geeignet sein sollte.
  • Die Erfindung wird mit Hilfe der folgenden Beispiele weiter erläutert, die den Schutzbereich der Erfindung, wie bereits erwähnt, nicht einschränken sollen.
  • Beispiel 1 – Haar von der Kopfhaut
  • Doppelblindpilotstudie (Japan)
  • Die erste Doppelblindpilotstudie, die auf einer Beamline 15A an der Photon Factory (Japan) ausgeführt wurde, brachte bei einigen Proben einen zusätzlichen Ring oder Ringe in den Röntgenbeugungsmustern zum Vorschein. Nach dem Korrelieren der Proben mit bekannten Patientendaten wurde vorgeschlagen, dass die Veränderungen eine Neigung zur Bösartigkeit anzeigen könnten und mit Brustkrebs per se in Verbindung gebracht werden könnten.
  • Beispiel 2 – Haar von der Kopfhaut
  • Klinischer Versuch (Manchester, UK)
  • Zur Erforschung der in Beispiel 1 gemachten Beobachtung wurde ein größerer klinischer Versuchssatz vom Christie CRC Research Centre (Manchester, UK) für ein weiteres Doppelblindexperiment bereitgestellt. Dieses wurde auf der Australian National Beamline Facility an der Photon Factory (Japan) ausgeführt und die Ergebnisse wurden bei höherer Auflösung auf der BIOCAT Beamline an der Advanced Photon Source (Chicago, USA) verifiziert. Die Ergebnisse wiesen anfangs eine gewisse Mehrdeutigkeit auf.
  • Beispiel 3 – Haar von der Kopfhaut
  • Weitere Untersuchung
  • Die in Beispiel 2 gezeigte Mehrdeutigkeit wurde untersucht, wobei gezeigt wurde, dass permanente Härtebehandlungen die Ursache des Problems waren. Solche Haarbehandlungen führen unweigerlich zum Zusammenbruch und zur Neubildung von kovalenten Bindungen, die eine strukturelle Unwiderruflichkeit erzeugen. Ein untergeordneter Satz des ursprünglichen großen Satzes wurde erhalten, wobei jegliche Proben von Menschen, die über die letzten drei Monate solche Haarbehandlungen hatten, entfernt wurden.
  • Beispiel 4
  • Röntgenbeugungsstudien von Schamhaar (Sydney, Australien)
  • Um die in Beispiel 3 gezeigten Probleme zu vermeiden, wurde ein Schamhaarsatz von der Abteilung für Onkologie des St. George-Hospital (Sydney, Australien) geliefert. Für das Experiment wurden ein einziger und eine Vielzahl von Haarsträngen in destilliertem Wasser gewaschen, getrocknet und in speziell konstruierten Zellen angeordnet, um sie in und senkrecht zu dem Röntgenstrahl straff zu halten. In allen Einrichtungen wurden die Röntgenstreuungsmuster mit Hilfe von Fuji-BAS-Abbildungsplatten aufgezeichnet. Die Bestrahlungswellenlängen variierten von 1 bis 1,5 A mit Kameralängen im Bereich von 400 bis 2.400 mm. Die Aussetzungszeiten variierten von 10 Sekunden bis 10 Minuten, je nach der Synchrotronquelle und der optischen Röntgenstrahlkonfiguration.
  • Die Analyse der Daten jeder Einrichtung zeigte, dass die Muster einheitlich waren, und zeigte, dass sich die Struktur der α-Keratin-Fibrillen nicht verändert. Die meridionalen Reflektionen für alle Proben entsprechen den erwarteten unendlichen Gittern von 47,0 nm und 62,6 nm. Die Packungsparameter wurden aus einer kompletten Bessel-Funktionsanalyse der äquatorialen Maximalwerte erhalten und waren für alle Proben einheitlich. Diese Werte ergaben einen Radius für die α-Keratin-Spirale von 0,92 ± 0,02 nm, einen Radius des Tetramers von 2,1 ± 0,3 nm, einen Radius des IF von 3,71 ± 0,09 nm und einen Abstand von Mitte zu Mitte der IFs von 0,3 ± 0,05 Mal dem Radius des IF.
  • Die Ringe, die das Brustkrebsgewebe kennzeichnen, entsprechen einem Abstand von 4,44 ± 0,06 mn, was sie direkt in der Position der äquatorialen Werte anordnet, die die Plasmamembran in dem normalen Haarmuster repräsentieren. Der Ring bedeutet, dass die Membran hinsichtlich ihrer Ausrichtung, möglicherweise aufgrund der Bindung eines bestimmten Materials an die Außenschicht der Membran, unter einer gewissen Faltenbildung oder Unordnung in der Ausrichtung leidet. Weitere Studien sind im Gange, um die Natur und Position dieses zusätzlichen Materials zu bestimmen.
  • Beispiel 5
  • Zusammenfassung der Ergebnisse von Kopfhaar und Schamhaar
  • Alle 8 Schamhaarproben und alle 15 Kopfhaarproben von Patienten mit Brustkrebs zeigten die Veränderung, während alle 4 Schamhaarproben und 13 von den 16 Kopfhaarproben von einer Personengruppe entnommen wurden, die eine Brustkrebs-Familienanamnese hatten und deshalb an den an das Withington- und Christie-Hospital, Manchester, angegliederten Krebskliniken auf BRCA-Gene getestet wurden. Von denjenigen, bei denen ein positives Testergebnis auf die BRCA-Gene bekannt war, die jedoch noch nicht betroffen waren, zeigten 3 von 5 die deutliche Veränderung und die restlichen 2 von 5 zeigten einen diffusen Ring in der gleichen Position, was eine Teilveränderung anzeigt. Nur 1 von 8 derjenigen Menschen, die auf das Gen ein negatives Testergebnis hatten, zeigte eine Veränderung, der Rest war normal. Keine der Schamhaarproben kam von Patienten mit einer Brustkrebs-Familienanamnese.
  • Beispiel 6 – Kopf- und Schamhaar
  • Weitere Untersuchung (Portland, Oregon)
  • Hier handelte es sich um einen Satz von 19 Proben, die von dem Eastmoreland Hospital, Portland, Oregon, erhal ten wurden. Nur einer dieser Patienten hatte eine sehr starke Brustkrebs-Familienanamnese, jedoch bislang noch keinen diagnostizierbaren Krebs. Dieser Patient wurde korrekt identifiziert. Die Wahrscheinlichkeit des korrekten Identifizierens dieser Person und zwar nur dieser Person beträgt ungefähr 1 zu 500.000. Diese Proben wurden an der Beamline Facility (Photon Factory, Japan) untersucht und auf der Beamline 15A an der Photon Factory (Japan) überprüft.
  • Beispiel 7
  • Knock-Out-Mäuse
  • Bestätigungsstudie
  • Die mit dem BRCA1-Gen verbundene und in dem obigen Fall beobachtete besondere Veränderung ist in einer getrennten Studie von transgenen Mäusen bestätigt worden. Die BRCA1-Knock-Out-Mäuse (Heterozygoten) wurden von der Molecular Pathogenesis Section, National Human Genome Research Institute, National Institute of Health, Bethesda, Maryland, erhalten. Die sechs BRCA1-Knock-Out-Mäuse zeigten alle den schwachen Ring in 6. Dieser Ring war in keiner der 6 normalen Mäuse zu sehen.
  • Beispiel 8 – Schamhaar
  • Weiter Untersuchung (Sydney, Australien)
  • Darüber hinaus konnte ein untergeordneter Satz von 21 von 22 Brustkrebspatienten in einem gemischten Satz von 150 Proben, die von der Abteilung Onkologie, St. George-Hospital (Sydney, Australien) erhalten wurde, korrekt isoliert werden.
  • Eine Person, die in diesem Satz nicht identifiziert wurde, befand sich seit mehr als fünf Jahren in Remission, wobei die Onkologen glauben, dass sie komplett sauber sein könnte. Eine Person in ähnlichen Umständen hat sich in der ersten Studie als sauber erwiesen und weitere acht solcher Fälle sind in der jüngsten Studie zitiert.
  • Beispiel 9
  • Prostatakrebs
  • Ein weiterer untergeordneter Satz von 20 der oben erwähnten 150 Proben wurde Männern mit Prostatakrebs entnommen und korrekt isoliert. Der Altersbereich dieser Männer betrug von 50 bis 90. 7 zeigt das für diese Männer erhaltene Muster.
  • Beispiel 10
  • Alzheimer-Krankheit (Perth, Australien)
  • Alle 25 Patienten mit der Alzheimer-Krankheit wurden aus einem Satz von 50 Haarproben von dem Department of Surgery, The University of Western Australia, Perth, korrekt identifiziert. Das Alter der mit der Alzheimer-Krankheit diagnostizierten Personen betrug zwischen 44 und 93. Das Muster, das die Alzheimer-Krankheit identifiziert, ist in 8 dargestellt. Das Fleckenmuster in den äquatorialen Richtungen weist auf ein kristallines Material hin, das an die Tetramere gebunden ist, die in 9 senkrecht angeordnet sind, wobei sie auf diese Weise beiseite geschoben werden.
  • Eine Probe, die zur Erfassungszeit, nämlich im März 1999, in Perth mit dem Code der Alzheimer-Krankheit markiert war, erschien in den vorliegenden Ergebnissen als normal. Als Überprüfungen an dem Spezialpflegeheim für Alzheimerkranke durchgeführt wurden, um das Stadium der Krankheit mit dem Grad der Veränderung zu korrelieren, wurde entdeckt, dass die anfängliche Diagnose für diese Person zur Jahreshälfte geändert worden war.
  • Erörterung
  • Wenngleich die Anzahl von Proben, die bisher untersucht wurden, insgesamt über 400 beträgt, ist die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sehr ermutigend. Die Flexibilität dieser Technik und die Tatsache, dass jede Probe unter Verwendung von Synchrotronquellen zur Messung nur Sekunden und zur Interpretation nur Minuten benötigt, ermöglicht ihre Verwendung als schnelles und genaues Diagnosewerkzeug für Brustkrebs, Prostatakrebs und die Alzheimer-Krankheit.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Es sei klargestellt, dass die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet der Medizin, insbesondere in dem Bereich, der sich der Erkennung der Neigung eines Subjekts zu Brustkrebs, Prostatakrebs und der Alzheimer-Krankheit widmet, eine weite Anwendbarkeit findet.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Erkennen einer Veranlagung für Brustkrebs auf der Grundlage der Gegenwart des BRCA-1-Gens in einem Patienten, wobei das Verfahren das Aussetzen mindestens eines Haars des Patienten einer Faser-Röntgenbeugung und das Erkennen von Veränderungen in der Ultrastruktur des Haars umfasst.
  2. Verfahren zum Erkennen eines pathologischen Zustands in einem Patienten, wobei der pathologische Zustand entweder Brustkrebs, Prostatakrebs oder die Alzheimer-Krankheit ist, wobei das Verfahren das Aussetzen mindestens eines Haars des Patienten einer Faser-Röntgenbeugung und das Erkennen von Veränderungen in der Ultrastruktur des Haars umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Röntgenstrahlen aus Synchrotronstrahlung oder anderen monochromatischen Röntgenstrahlquellen mit Energien zwischen 5 und 25 keV abgeleitet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei Verwendung von Synchrotronstrahlung die Quelle eine Synchrotronvorrichtung unter kleinem Winkel ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei Verwendung von monochromatischen Röntgenstrahlen die Strahlen eine Wellenlänge zwischen 0,06 und 0,20 nm aufweisen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei das Haar von der Kopfhaut oder dem Schambereich eines Menschen entnommen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Haar in destilliertem Wasser gewaschen, vor dem Prüfen getrocknet, senkrecht zu der Richtung des Strahls angeordnet und während der Aussetzung straff gehalten wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Haar Röntgenstrahlen für einen Zeitraum von zwischen etwa 5 Sekunden bis etwa 5 Wochen ausgesetzt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Aussetzungszeit etwa 20 oder 60 Sekunden beträgt, wenn eine Synchrotronstrahlung von Synchrotronen der dritten beziehungsweise zweiten Generation benutzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der pathologische Zustand Brustkrebs ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der pathologische Zustand Prostatakrebs ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der pathologische Zustand die Alzheimer-Krankheit ist.
  13. Verwendung eines Instruments zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Instrument Folgendes umfasst: eine Röntgenstrahlquelle, die einen Röntgenstrahl erzeugt; eine Probenstufe, um die Haarprobe in dem Strahl zu positionieren; einen Detektor, um die Streuung des Röntgenstrahls, die durch die Haarprobe bewirkt wird, zu erkennen; und ein Anzeigemittel, das mit dem Detektor verbunden ist, um die Ausgabe davon anzuzeigen; wodurch Ausgabemuster, die mit der Gegenwart des Gens oder der Gegenwart des pathologischen Zustands in Beziehung stehen, zur Interpretation angezeigt werden.
  14. Verwendung des Instruments nach Anspruch 13, wobei die Röntgenstrahlen aus Synchrotronstrahlung oder anderen monochromatischen Röntgenstrahlquellen mit Energien zwischen 5 und 25 keV abgeleitet werden.
  15. Verwendung des Instruments nach Anspruch 14, wobei bei Verwendung von Synchrotronstrahlung die Quelle eine Synchrotronvorrichtung unter kleinem Winkel ist.
  16. Verwendung des Instruments nach Anspruch 14, wobei bei Verwendung von monochromatischen Röntgenstrahlen die Strahlen eine Wellenlänge zwischen 0,06 und 0,20 nm aufweisen.
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