Ein Forschungsteam unter der Leitung der MedUni Wien konnte in einer Studie zeigen, dass rein optische Messungen der Viskosität von Blutplasma Aufschluss über Schwere und Verlauf von COVID-19 geben können. Die eingesetzte Technik, die Brillouin-Lichtstreuspektroskopie, kann kleinste Plasmamengen in weniger als einer Sekunde analysieren und ist damit eine vielversprechende Methode zur Überwachung schwer erkrankter PatientInnen. Die Forschungsarbeit wurde kürzlich im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) publiziert.
In der Medizin ist bekannt, dass die Viskosität des flüssigen Bestandteils des Blutes (Plasma) wertvolle Informationen über verschiedene Erkrankungen liefern kann. Ein Forschungsteam um Kareem Elsayad vom Zentrum für Anatomie und Zellbiologie der MedUni Wien konnte nun zeigen, dass rein optische Messungen diesen diagnostischen Marker rasch aufspüren können. Die in der Studie eingesetzte Technik, die sogenannte Brillouin-Lichtstreuspektroskopie (BLS), nutzt Licht, um Informationen über die Viskosität des Plasmas zu gewinnen, indem die Wechselwirkungen von Licht mit natürlich vorkommenden akustischen (Hyperschall-)Wellen in der Probe analysiert werden.
Mithilfe dieser Technik stellten die Forscher fest, dass es bei den Blutproben von COVID-19-Patienten erhebliche Unterschiede in der gemessenen Viskosität und der Temperaturabhängigkeit der Viskosität gab. „Die Unterschiede waren besonders bei Temperaturen über 38 Grad Celsius deutlich und scheinen mit Veränderungen der physikalischen Eigenschaften einiger Bestandteile zusammenzuhängen, die dazu führen, dass sich das flüssige Plasma als Ganzes anders verhält“, berichtet Kareem Elsayad ausführlich. Die im Blutplasma beobachteten pathologischen Auffälligkeiten könnten zu einem veränderten Fließverhalten in kleinsten Blutgefäßen führen und eine mögliche Erklärung für Komplikationen bis hin zum Multiorganversagen liefern.
Die Messung von Unterschieden in der Viskosität des Blutplasmas mittels BLS eröffnet eine Reihe neuer Möglichkeiten: „Vor allem können unsere Studienergebnisse dabei helfen, den Schweregrad der Erkrankung bei der Überwachung von Patienten schnell zu bestimmen“, fasst der Studienleiter die Relevanz der Erkenntnisse zusammen. Denn BLS bietet den Vorteil, kleine Plasmamengen (weniger als 100 Mikroliter) sehr schnell (in weniger als einer Sekunde) analysieren zu können. Darüber hinaus könnten die gewonnenen Erkenntnisse bei der Entwicklung gezielter Therapiemaßnahmen helfen und das Verständnis von COVID-19 und anderen Krankheiten verbessern.
Um die Methode für den klinischen Einsatz zu testen und zu optimieren, sind weitere Forschungsarbeiten nötig. „Wir untersuchen bereits, ob BLS auch für die Prognose des Post-COVID-Syndroms und anderer Erkrankungen nützlich sein könnte und arbeiten gleichzeitig daran, die biophysikalischen Prozesse, die für das ungewöhnliche Verhalten verantwortlich sind, besser zu verstehen“, sagt Kareem Elsayad. Die nun veröffentlichte Studie entstand in Zusammenarbeit mit ForscherInnen des Zentrums für Virologie und der Klinik Favoriten der MedUni Wien.
