COPD: Fortschritte bei der Entwicklung eines bevölkerungsweiten Screeningtests

In einer neuen Untersuchung haben Forschende zehn Metabolite bestätigt, die bei Patienten mit Chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung verändert sind.

Mit diesen neuen Erkenntnissen rückt die Möglichkeit, ein Instrument für ein bevölkerungsweites COPD-Screening zu entwickeln, näher, glauben die Autoren. Dies wäre ein großer Fortschritt, denn nach Angaben des Hospital del Mar Medical Research Institute (IMIM) in Barcelona (Spanien) bleiben rund 70 Prozent aller COPD-Fälle unerkannt.

COPD – eine unterdiagnostizierte Erkrankung

Laut den Verfassern der nun im „International Journal of Molecular Sciences“ publizierten, multizentrischen Studie könnten sich die bei COPD veränderten Konzentrationen bestimmter Metabolite im Blut als Biomarker eignen, um COPD-Verdachtsfälle frühzeitig zu identifizieren. Die Beurteilung dieser Biomarker ließe sich für ein Screening-Verfahren nutzen, „um Personengruppen mit einem hohen Risiko für COPD zu identifizieren, die dann für den definitiven diagnostischen Test, die Spirometrie, überwiesen werden könnten“, erklärt Dr. Joaquim Gea, emeritierter Leiter der Klinik für Pneumologie am Hospital del Mar und Koordinator der Myogenesis-, Inflammation- und Muscle-Function-Research-Group am Forschungsinstitut des Hospital del Mar.

Dass derzeit die Mehrheit der COPD-Fälle nicht diagnostiziert werde, sei hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass es schwierig ist, den Referenztest – die Spirometrie – bevölkerungsweit korrekt durchzuführen, erklären die Forschenden. Dies führt zu späten Diagnosen oder ganz übersehenen Erkrankungen und damit auch zu späten bzw. erst im fortgeschrittenen Stadium begonnenen Therapien. Auch steigt so das Risiko für COPD-assoziierte Erkrankungen wie Lungenkrebs.

Zehn veränderte Metabolite

Für ihre Studie wertete das Forscherteam Daten von 91 COPD-Patienten sowie 91 gesunden Kontrollpersonen aus. Alle Teilnehmenden unterzogen sich Blutuntersuchungen, die mittels Massenspektrometrie analysiert wurden, um Metabolitenkonzentrationen zu bestimmen. Von den 360 identifizierten Molekülen wurden etwa 50 als die relevantesten ausgewählt. Mithilfe künstlicher Intelligenz ermittelten die Studienautoren dann die zehn leistungsstärksten Metabolite in Kombinationen zur Identifizierung von COPD-Patienten.

Die von den Studienautoren beobachtete metabolische Signatur von COPD-Patienten setzt sich zusammen aus Fettsäuren, Aminosäure- und Kohlenhydratmetaboliten, einem Pseudoglycerolipid und Vitamin B3. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Metabolite eine sehr hohe Sensitivität und Spezifität – mehr als 90 Prozent – bei der Unterscheidung von COPD-Patienten von gesunden Personen aufwiesen.

Diese Moleküle stehen unter anderem im Zusammenhang mit der Energieproduktion, was Müdigkeit und andere Einschränkungen bei COPD-Patienten erklären könnte. Die identifizierten Moleküle sind auch mit dem Fettstoffwechsel assoziiert, der mit den bei Betroffenen häufig auftretenden kardiovaskulären Komorbiditäten zusammenhängen könnte. Insgesamt deuten die Forschungsergebnisse darauf hin, dass COPD-Patienten eine verminderte Fähigkeit zur Energieproduktion und einen veränderten Fettstoffwechsel aufweisen.

Kleines Biomarker-Set erleichtert Implementierung

Die Auswahl einer kleinen Gruppe von Markern könnte laut Aussage der Studienautoren deren Implementierung in ein bevölkerungsweites COPD-Screeningprogramm erleichtern. Zudem sei ihre Implementierung relativ einfach, betonen sie, da sie im Rahmen einer routinemäßigen Blutuntersuchung nachgewiesen werden können. Wie Dr. Gea erklärt, „ermöglicht uns dies ein Instrument zur Früherkennung von COPD-Patienten und somit eine Option für einen frühen Behandlungsbeginn im Krankheitsverlauf und eine genauere Überwachung möglicher Komorbiditäten“.

Im nächsten Schritt möchte die Forschergruppe die Wirksamkeit dieser Biomarker in einer größeren und diverseren Population überprüfen. Im Erfolgsfall könnte dies den Weg für die Implementierung dieser Marker in die klinische Praxis ebnen.