Gesundheit über den Schweiß messen – Neuer Sensor erkennt Entzündungsmarker

Der Schweiß auf unserer Haut könnte verraten, was bislang nur Blutuntersuchungen sichtbar machen: Veränderungen im Immunsystem. Selbst kleinste Mengen bestimmter Entzündungsbotenstoffe lassen sich darin nachweisen. Forschende der Freien Universität Bozen haben dafür einen dünnen, flexiblen Sensor entwickelt. Er soll helfen, Krankheiten über Schweiß zu erkennen und gesundheitliche Veränderungen ohne Nadelstich zu überwachen. Erste Laborergebnisse sind vielversprechend. Bis daraus ein tragbares Gerät für den Alltag entsteht, sind allerdings noch technische Hürden zu überwinden.

Ein Team um die Professorin Luisa Petti arbeitet an Sensoren, die gesundheitsrelevante Stoffe direkt auf der Haut erfassen sollen. Einer davon stammt von Forscher Moritz Ploner. „Unser Ziel ist es, anhand des Schweißes Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand eines Menschen zu ziehen“, erklärt Ploner in der Mitteilung der Universität.

Immunbotenstoffe liefern erste Hinweise

Ploners Entwicklung richtet sich auf sogenannte Zytokine. Diese Eiweißstoffe dienen dem Immunsystem als Botenstoffe und steuern unter anderem Entzündungsreaktionen. Ihre Konzentration kann sich bei verschiedenen Erkrankungen verändern. Auch im Schweiß kommen diese Botenstoffe vor. Veränderungen ihrer Konzentration könnten künftig mittels Sensoren Hinweise auf Entzündungsprozesse und bestimmte Erkrankungen liefern, ohne dass dafür Blut abgenommen werden muss.

Besonders interessant sind zwei dieser Botenstoffe: Interleukin-6, kurz IL-6, und der Tumornekrosefaktor alpha (TNF-alpha). Beide sind an Entzündungsprozessen beteiligt. Veränderungen ihrer Konzentration können beispielsweise bei schweren Infektionen oder anderen Erkrankungen auftreten. Solche Werte allein reichen allerdings nicht aus, um Krebs, Parkinson oder eine Sepsis zu diagnostizieren. Dafür braucht es weitere medizinische Untersuchungen. Doch könnten die in Bozen entwickelten Sensoren als erste Hinweisgeber auf die Notwendigkeit weiterer Diagnostik dienen.

Die technische Grundlage beschreibt das Forschungsteam bereits in einer Veröffentlichung im Fachjournal IEEE Sensors Letters aus dem Jahr 2024. Darin gelang der Nachweis von IL-6 in künstlichem Schweiß bereits bei Konzentrationen ab 0,2 Pikogramm pro Milliliter. Ein Pikogramm entspricht einem Billionstel Gramm. Selbst winzige Mengen des Immunbotenstoffs erzeugten damit ein messbares Signal. Die Arbeit dokumentiert allerdings noch keinen Sensor, der beide Biomarker, also auch TNF-alpha, unabhängig voneinander gleichzeitig misst.

Wie Goldpartikel und DNA-Stücke den Schweiß entschlüsseln

Der Sensor besteht aus einer biegsamen Kunststofffolie mit aufgedruckten Elektroden aus Kohlenstoff. Sie lassen sich vergleichsweise günstig herstellen und passen sich der Körperoberfläche an. Damit das System die gesuchten Stoffe erkennt, versehen die Forschenden die Elektroden mit winzigen Goldpartikeln und speziellen DNA-Stücken, sogenannten Aptameren.

Diese Aptamere funktionieren ähnlich wie ein passender Schlüssel: Sie binden gezielt an bestimmte Moleküle. Trifft IL-6 auf die entsprechend vorbereitete Oberfläche, verändert sich ein elektrisches Messsignal. Daraus lässt sich auf die Konzentration des Botenstoffs schließen. Die Goldpartikel vergrößern dabei die wirksame Oberfläche der Elektrode und schaffen zusätzliche Bindungsstellen.

Sensor unterscheidet verschiedene Immunbotenstoffe zuverlässig

Im Labor reagierte der Sensor empfindlich auf IL-6. Ein anderer Immunbotenstoff, TNF-alpha, störte die Messung auch dann nicht, wenn seine Konzentration zehnmal höher lag als die von IL-6. Solche Unterschiede sind wichtig, da Schweiß zahlreiche Stoffe enthält, die eine Messung beeinflussen können.

Laut Universität hat Ploner den Sensor inzwischen nicht nur mit künstlichem Schweiß, sondern auch mit Schweißproben von 20 Menschen erprobt. Dabei funktionierte der Nachweis trotz unterschiedlicher Zusammensetzung und Säuregrade der Proben.

Funktioniert Messen auch ohne Schwitzen?

Die verfügbare Schweißmenge kann zur Hürde einer zuverlässigen Messung werden, wenn sich Menschen zu wenig bewegen oder sich in einer kühlen Umgebung aufhalten. Deshalb entwickelt das Team ein Verfahren, das die Schweißbildung örtlich anregen soll, wenn zu wenig für eine Analyse produziert wird. Ein sehr schwacher, laut Forscherteam nicht wahrnehmbarer elektrischer Strom könnte dafür sorgen, dass ausreichend Flüssigkeit entsteht.

Anschließend muss der Schweiß zuverlässig zum Sensor gelangen. Dafür haben die Forschenden ein System mit winzigen Flüssigkeitskanälen entwickelt. Diese nehmen den Schweiß von der Haut auf und transportieren ihn zur Messfläche. Langfristig sollen Sensor, Flüssigkeitstransport und elektronische Auswertung in einem einzigen tragbaren Gerät zusammenarbeiten.

Tragbares Gerät soll künftig viele Biomarker überwachen

Künftig möchte das Team weitere Immunbotenstoffe und Hormone erfassen. So könnten mehrere gesundheitlich relevante Werte über längere Zeit beobachtet werden.

Bislang fehlt jedoch der Nachweis, dass sich aus den Messwerten zuverlässig konkrete Krankheiten erkennen lassen. Auch die dauerhafte Funktion unter Alltagsbedingungen muss das Team noch prüfen. Für seine Forschungsarbeit erhielt Ploner den ersten Preis in der Kategorie Naturwissenschaften beim Euregio Young Researcher Award 2026. Die Auszeichnung würdigt Nachwuchsforschende aus Tirol, Südtirol und dem Trentino.

Kurz zusammengefasst:

Unser Schweiß kann Hinweise auf die Gesundheit liefern: Er enthält Immunbotenstoffe wie Interleukin-6 (IL-6), deren Konzentration sich bei Entzündungen und bestimmten Erkrankungen verändern kann.
Ein neuer Sensor erkennt selbst kleinste Mengen dieser Stoffe: Mithilfe von Goldpartikeln und speziellen DNA-Stücken lassen sich Immunbotenstoffe nachweisen, ohne dafür Blut abzunehmen.
Die Technik ist noch in der Entwicklung: Künftig könnte ein tragbares Gerät Gesundheitswerte direkt auf der Haut überwachen, konkrete Krankheiten lassen sich damit jedoch nicht diagnostizieren.

Übrigens: Nicht nur Gesundheitschecks könnten mit flexiblen Sensoren gemacht werden – ein neuartiges Ultraschallpflaster soll künftig das Herz über Stunden hinweg überwachen und Auffälligkeiten zwischen Arztterminen sichtbar machen. Mehr dazu in unserem Artikel.