27 Proteine: Biomarker können Covid-19-Verlauf vorhersagen
Eine Infektion mit SARS-CoV-2 kann unterschiedlich verlaufen. Während einige Betroffene keine Symptome zeigen, kann die Erkrankung bei anderen Patienten schwerwiegend und zum Teil tödlich verlaufen. Ein Forschungsteam der Berliner Charité und des Londoner Francis Crick Instituts hat im Blut von Covid-19-Patienten 27 Proteine identifiziert, die in Abhängigkeit der Schwere der Erkrankung in unterschiedlicher Menge zu finden sind. Die Biomarker-Profile könnten zur Vorhersage des Krankheitsverlaufs genutzt werden und den Ärzten die Wahl der Therapie erleichtern. Die Studie wurde im Fachmagazin „Cell Systems“ veröffentlicht.
„Je früher Ärztinnen und Ärzte wissen, welche Patienten intensive medizinische Behandlung benötigen, desto schneller können sie die verfügbaren Therapiemöglichkeiten ausschöpfen“, sagt Professor Dr. Markus Ralser, Direktor des Instituts für Biochemie der Charité. Biologische Merkmale sogenannte Biomarker erlauben eine Vorhersage des Krankheitsverlaufs und eine Bestimmung des Schweregrads. Um diese Proteine im Blutplasma von Covid-19-Patienten zu identifizieren, nutzten die Forscher modernste Analysemethoden.
27 Proteine können den Krankheitsverlauf beeinflussen
Die Wissenschaftler entwickelten für ihre Analyse eine Massenspektrometrie-Plattform zur Hochdurchsatz-Analyse, mit der das Proteom – also die Gesamtheit aller vorhandenen Proteine – von 180 Proben pro Tag sehr präzise gemessen werden kann.
Das Blutplasma von 31 Frauen und Männern mit unterschiedlich stark ausgeprägten Krankheitssymptomen, die an der Charité behandelt wurden, wurde analysiert. Die Forscher konnten 27 Proteine identifizieren, deren Konzentration im Blut in Abhängigkeit von der Schwere des Krankheitsverlaufs einer Covid-19-Infektion erhöht oder verringert war.
Veränderungen im Protein-Profil
Unter den 27 Proteinen, die den Schweregrad einer Covid-19-Erkrankung anzeigen, wurden einige identifiziert, die bisher nicht mit einer Immunantwort in Verbindung gebracht wurden. Zu den identifizierten Biomarkern gehörten beispielsweise auch Gerinnungsfaktoren und Entzündungsregulatoren. Einige wirken auf das entzündungsfördernde Interleukin 6 ein, das ersten Studien zufolge mit schweren Covid-19-Symptomen in Zusammenhang gebracht wurde. Einige jetzt identifizierte Biomarker könnten Angriffspunkte für neue Therapien sein.
Diese molekularen Signaturen wurden bei einer Gruppe von 17 Covid-19-Patienten und 15 gesunden Probanden validiert. Das Ergebnis: Die Protein-Signaturen beschrieben den Schweregrad der Erkrankung – gemäß den Kriterien der Weltgesundheitsorganisation.
„Diese Ergebnisse legen die Basis für zweierlei Anwendungsmöglichkeiten: Zum einen könnte unsere Methode in Zukunft zur Vorhersage der Krankheitsprognose genutzt werden“, erklärt Ralser. „Sie soll also behandelnden Medizinern ermöglichen, anhand einer frühen Blutuntersuchung abschätzen zu können, ob ein Covid-19-Patient schwere Symptome entwickeln wird oder nicht. Und das kann potenziell Leben retten.“
Das Team wird nun untersuchen, wie sich die Signaturen der Biomarker über den zeitlichen Verlauf der Krankheit verändern.
„Zum anderen liegt die Nutzung unserer Technologie als diagnostischer Test nahe, der im Krankenhaus Klarheit über den Zustand des Patienten gibt – unabhängig davon, wie der Kranke selbst seine Verfassung beschreibt“, so der Biochemiker. „Unter Umständen scheinen die Symptome des Patienten nämlich besser, als sein Gesundheitszustand eigentlich ist – da kann eine objektive Einschätzung per Biomarker-Profil sehr wertvoll sein“.
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