COVID-19: Brillouin-Lichtstreuungspektroskopie als neues Verfahren für Diagnose und Überwachung

Eine neue Studie zeigt, dass rein optische Messungen der Viskosität des Blutplasmas Aufschluss über den Schweregrad und Verlauf von COVID-19 geben können.

Dass die Brillouin-Lichtstreuungspektroskopie (BLS) kleinste Plasmamengen in weniger als einer Sekunde analysieren kann, macht sie laut den Autoren von der Medizinischen Universität (MedUni) Wien (Österreich) zu einer vielversprechenden Methode für die Überwachung schwer erkrankter Patienten. Die Forschungsarbeit wurde aktuell in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) publiziert.

Dass die Viskosität von Blutplasma wertvolle Hinweise auf verschiedene Erkrankungen geben kann, ist in der medizinischen Wissenschaft bekannt. Dass rein optische Messungen ausreichen, um diesen diagnostischen Marker rasch zu erfassen, hat nun ein Forschungsteam um Kareem Elsayad vom Zentrum für Anatomie und Zellbiologie der MedUni Wien gezeigt. Die in der Studie angewandte BLS nutzt Licht, um Informationen über die Viskosität des Plasmas zu erhalten, indem die Wechselwirkungen von Licht mit natürlich vorkommenden akustischen Wellen in der Probe untersucht werden.

Mithilfe dieser Technik stellten die Forschenden fest, dass bei Blutproben von COVID-19-Patienten je nach Körpertemperatur signifikante Unterschiede in der Viskosität bestehen. „Besonders auffällig waren Veränderungen bei Temperaturen über 38 ° Celsius, die auf unterschiedliche Bereiche im Plasma hinweisen, welche sich elastisch oder viskos verschieden verhalten“, berichtet Elsayad. Die beobachteten krankhaften Anomalien im Blutplasma könnten zu einem veränderten Fließverhalten in kleinsten Blutgefäßen führen und eine mögliche Erklärung für Komplikationen bis hin zum Multiorganversagen liefern.

Schweregrad rasch und präzise bewerten

Die Messung von Unterschieden in der Viskosität des Blutplasmas mittels BLS eröffnet eine Reihe neuer Möglichkeiten: „Allem voran könnten unsere Studienergebnisse dazu beitragen, den Schweregrad der Erkrankung bei der Überwachung der Patient:innen rasch und präzise zu bewerten“, bringt der Studienleiter die Relevanz der Erkenntnisse auf den Punkt. Schließlich bietet BLS den Vorteil, sehr kleine Mengen Plasma (weniger als 100 Mikroliter) in weniger als einer Sekunde analysieren zu können. Zudem könnten die gewonnenen Einblicke bei der Entwicklung zielgerichteter Therapiemaßnahmen helfen und das Verständnis von COVID-19 verbessern.

Weitere Forschungen sind erforderlich, um die Methode für den klinischen Einsatz zu überprüfen und zu optimieren. „Ob BLS auch für die Prognose des Post-COVID-Syndroms und anderer Erkrankungen nützlich sein könnte und welche genauen Mechanismen dabei eine Rolle spielen, untersuchen wir bereits“, erklärt Elsayad. Die aktuell publizierte Studie wurde in Zusammenarbeit mit Forschenden des Zentrums für Virologie der MedUni Wien und der Klinik Favoriten durchgeführt.