Nutzen von vollständigem Blutbild
Wenn man krank ist und zum Arzt geht, ist es oft nicht offensichtlich, was genau die Ursache für Symptome wie Fieber oder Übelkeit ist. Es ist wichtig, dies schnell herauszufinden, damit die richtigen Maßnahmen eingeleitet werden können. Einer der ersten Schritte ist es, eine Blutprobe zu nehmen und zu zählen, wie viele der verschiedenen Blutkörperchen darin vorhanden sind.
Dies nennt man ein vollständiges Blutbild und die Informationen die es liefert, haben sich als überraschend nützlich erwiesen. Eine große Zahl bestimmter weißer Blutkörperchen kann zum Beispiel zeigen, dass der Körper eine Infektion bekämpft.
Aber es kann mehrere Gründe dafür geben, dass die Zahl der weißen Blutkörperchen gestiegen ist, so dass diese Information allein für eine spezifische Diagnose oft nicht ausreicht. Es gibt viele Hunderte von möglichen Tests, die die Ergebnisse eines kompletten Blutbildes ergänzen können. Diese können z. B. Bakterien identifizieren oder die Konzentration bestimmter Moleküle im Blut messen.
Computer-Algorithmus analysiert Blutzellen
Aber welcher dieser möglichen Tests gibt den wichtigen Anhaltspunkt, der die Ursache der Krankheit aufdeckt? Dies kann nur schwer vorhergesagt werden. Obwohl jeder Test dazu beiträgt, die endgültige Diagnose einzugrenzen, werden sie immer preisintensiver und zeitaufwendiger, so dass nicht alle ausprobiert werden können.
Aber schnelle Maßnahmen sind oft wichtig, wenn es um die Behandlung einer Krankheit geht. Können wir aus der ersten Blutuntersuchung durch die Messung anderer Eigenschaften der Blutkörperchen mehr entscheidende Informationen gewinnen? Dass dies möglich ist, zeigt das Forscherteam nun mit Hilfe einer Technik, der „real-time deformability cytometry" (RT-DC).
Diese Methode zwingt die Blutzellen in einem kleinen Tropfen Blut dazu, extrem schnell durch einen engen mikrofluidischen Kanal zu fließen, während sie von einer schnellen Kamera aufgenommen werden. Ein Computer-Algorithmus kann dann die Größe und Steifigkeit der Blutzellen in Echtzeit analysieren.
Höhepunkt einer Forschungsvision
Das Forschungsteam zeigt, dass dieser Ansatz charakteristische Veränderungen erkennen kann, die die Blutzellen als Folge von Malaria, Sphärozytose, bakteriellen und viralen Infektionen und Leukämie betreffen. Darüber hinaus können viele tausend Blutkörperchen in wenigen Minuten gemessen werden, schnell genug, um als diagnostischer Test geeignet zu sein.
„Die 36 000-fache Steigerung des Messdurchsatzes von 100 Zellen/Stunde mit bisherigen Techniken zur Messung der Zellsteifigkeit auf jetzt 1000 Zellen/Sekunde mit der hier verwendeten Technik, die wir in den letzten Jahren erreicht haben, war bereits bemerkenswert. Aber jetzt zu sehen, wie RT-DC tatsächlich auf reale Probleme angewandt wird und die Diagnose vieler Krankheiten verbessert wird, ist wirklich erfreulich. Das ist der Höhepunkt einer Forschungsvision, die ich seit fast 20 Jahren verfolge“, erklärt Jochen Guck, Forschungsgruppenleiter am Biotechnologischen Zentrum (BIOTEC) der TU Dresden.
Aus diesen Erkenntnissen können nun konkrete diagnostische Tests für eine Vielzahl von Blutkrankheiten entwickelt werden. Der Ansatz könnte auch genutzt werden, um zu testen, welche Medikamente zur Behandlung einer bestimmten Krankheit eingesetzt werden sollten, und um zu überwachen, ob die Behandlung wie geplant voranschreitet.
Quelle: Technische Universität Dresden (TU Dresden)
Publikation: Nicole Toepfner et al.; Detection of human disease conditions by single-cell morphorheological phenotyping of blood; eLife, 2018; DOI: 10.7554/eLife.29213
