Wissenschaftler analysierten Blutzellen

"Long Covid": Haben Erlanger Forscher eine mögliche Ursache entdeckt?

21.6.2021, 15:30 Uhr

Zig kleine Selfies der Blutzellen: Eine Hochgeschwindigkeitskamera fertigt in wenigen Sekunden über 1000 Bilder an. Die Ergebnisse können Aufschluss über das Long-Covid-Syndrom geben.

Zig kleine Selfies der Blutzellen: Eine Hochgeschwindigkeitskamera fertigt in wenigen Sekunden über 1000 Bilder an. Die Ergebnisse können Aufschluss über das Long-Covid-Syndrom geben.

Ist eine Corona-Infektion erst einmal überstanden, gehen für viele Erkrankte die gesundheitlichen Probleme weiter. Atemnot, permanente Müdigkeit, Kopfschmerzen oder Geschmacksverlust - manche der Patientinnen und Patienten kämpfen noch Monate nach einer Infektion mit den Langzeitfolgen. Doch über das Post-Covid-19-Syndrom, auch Long-Covid genannt, weiß die Medizin bislang noch relativ wenig.

Was bislang bekannt ist: Die Blutzellen spielen bei Long-Covid eine wichtige Rolle. Eine Infektion mit dem Virus verändert die Blutzirkulation und der Sauerstofftransport im Blut funktioniert nur noch eingeschränkt. In der Lunge und anderen Organen können sich so Mikrothrombosen und Embolien bilden.

Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vom Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM), dem Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPL), der Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sowie dem Deutschen Zentrum für Immuntherapie hat in einer Studie die mechanischen Zustände der roten und weißen Blutkörperchen betroffener Patientinnen und Patienten untersucht. "Dabei haben wir deutliche und langanhaltende Veränderungen der Zellen messen können, sowohl während einer akuten Infektion und auch noch danach", erklärt Professor Jochen Guck, Direktor des MPL.

Die Erkenntnisse, die im Fachmagazin "Biophysical Journal" veröffentlicht wurden, könnten laut den Forschenden sowohl Folgen für die Diagnose als auch für die Behandlung von Covid-19 haben.


Mit Künstlicher Intelligenz: Erlanger Forscher wollen Diagnostik revolutionieren


Um die Blutzellen analysieren zu können, nutzen die Forschenden ein selbst entwickeltes Verfahren namens Echtzeit-Verformungszytometrie (RT-DC), das erst kürzlich mit dem hoch dotierten Medical Valley Award des Bayerischen Wirtschaftsministeriums ausgezeichnet wurde. Bei dieser Technik werden die Blutzellen in einer Art Chip durch einen engen Kanal geschickt, die Leukozyten (weiße Blutkörperchen) und die Erythrozyten (rote Blutkörperchen) werden dabei gestreckt. Eine Hochgeschwindigkeitskamera fertigt durch ein Mikroskop in Sekundenschnelle bis zu 1000 Bilder an - mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz wird dann ermittelt, um welche Zelltypen es sich handelt und wie groß und verformt sie sind.

Methode als Frühwarnsystem

Mehr als vier Millionen Blutzellen von 17 akut an Covid-19 erkrankten Patientinnen und Patienten, 14 Genesenen und 24 gesunden Personen haben die Erlanger Biophysikerinnen und Biophysiker in einer Vergleichsgruppe untersucht. Dabei fanden sie heraus, dass beispielsweise die Größe und Verformbarkeit der roten Blutkörperchen von Erkrankten stärker schwankte als die von Gesunden. Das kann laut den Forschenden auf eine Schädigung dieser Zellen hindeuten und das erhöhte Risiko von Gefäßverschlüssen und Lungenembolien erklären. Eine weitere Konsequenz ist die beeinträchtigte Sauerstoffversorgung und daraus resultierende Atemnot, über die viele Covid-19-Betroffene klagen.


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Dagegen waren die Lymphozyten (Abwehrzellen, die zu den weißen Blutkörperchen zählen) bei Corona-Patienten wiederum deutlich weicher, was als Indikator einer starken Immunreaktion gewertet werden kann. Ähnliche Beobachtungen konnten die Wissenschaftler auch bei einer weiteren Gruppe weißer Blutkörperchen, den Neutrophilen Granulozyten, feststellen. Diese Blutkörperchen sind für die angeborene Immunabwehr zuständig und blieben in den untersuchten Proben auch sieben Monate nach der akuten Infektion drastisch verändert.

"Wir vermuten, dass sich das Zellskelett der Immunzellen, welches maßgeblich für die Zellfunktion verantwortlich ist, verändert hat", erklärt Markéta Kubánková, Erstautorin des Forschungsartikels. Aus ihrer Sicht hat das von ihrem Team entwickelte Scan-Verfahren das Potenzial dazu, routinemäßig bei der Diagnose von Covid-19 eingesetzt zu werden. Es könnte gar als Frühwarnsystem vor künftigen Pandemien durch noch unbekannte Viren nützlich sein.