25. Juni 2021

Long-Covid

Corona-Infektion verändert Blutzellen langfristig

Mithilfe der Echtzeit-Verformungszytometrie konnten Forschende erstmals zeigen: Durch eine Covid-19-Erkrankung verändern sich Größe und Steifigkeit roter und weißer Blutkörperchen deutlich – zum Teil über Monate hinweg. Dies könnte eine Erklärung für Long Covid sein.1

Lesedauer: 2,5 Minuten

Atemnot, Müdigkeit und Kopfschmerzen: Manche Patientinnen und Patienten kämpfen noch ein halbes Jahr und länger mit Langzeitfolgen einer schweren Infektion durch das Coronavirus SARS-CoV-2.

Dieses Post-Covid-19-Syndrom, kurz Long Covid, ist noch immer nicht richtig verstanden. Klar ist, dass im Zuge einer Erkrankung oft die Blutzirkulation beeinträchtigt ist, es zu gefährlichen Gefäßverschlüssen kommen kann und der Sauerstofftransport im Blut nur eingeschränkt funktioniert. Alles Phänomene, bei denen die Blutzellen und ihre physikalischen Eigenschaften eine Schlüsselrolle spielen.

Deutliche Veränderungen der Blutkörperchen

Daher hat ein Team von Forscherinnen und Forscher um Markéta Kubánková, Jochen Guck und Martin Kräter vom Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, dem Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPL), der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg sowie dem Deutschen Zentrum für Immuntherapie die mechanischen Zustände von roten und weißen Blutkörperchen untersucht.

„Dabei haben wir deutliche und langanhaltende Veränderungen der Zellen messen können – sowohl während einer akuten Infektion und auch noch danach“, berichtet Professor Guck, derzeit geschäftsführender Direktor des MPL. Das habe Folgen für Diagnose und Behandlung von Covid-19. Ihre Ergebnisse hat die Forschungsgruppe jetzt im Fachmagazin „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Preisgekröntes Verfahren angewandt

Um die Blutzellen zu analysieren, nutzen sie ein selbst entwickeltes Verfahren namens Echtzeit-Verformungszytometrie (real-time deformability cytometry, RT-DC), das vor kurzem mit dem hoch dotierten Medical Valley Award ausgezeichnet wurde.

Behandlung von Blutproben zur Messung physikalischer Eigenschaften von Leukozyten und Erythrozyten. Grafik: Abteilung Guck, MPL

Bei dieser Methode schicken die Forschenden die Blutzellen durch einen engen Kanal. Dabei werden die Leukozyten und Erythrozyten gestreckt. Eine Hochgeschwindigkeitskamera fotografiert jede einzelne von ihnen durch ein Mikroskop, eine spezielle Software ermittelt, um welche Zelltypen es sich handelt, wie groß und wie stark verformt sie sind. Bis zu 1000 Blutkörperchen lassen sich so pro Sekunde analysieren. Vorteil des Verfahrens: Es ist schnell und die Zellen müssen nicht aufwändig angefärbt werden.

Frühwarnsystem künftiger Pandemien durch unbekannte Viren

Auf diese Weise wurden mehr als vier Millionen Blutzellen von 17 akut an Covid-19-Erkrankten, von 14 Genesenen und 24 Gesunden als Vergleichsgruppe untersucht. Dabei zeigte sich, dass beispielsweise Größe und Verformbarkeit der roten Blutkörperchen von Erkrankten stärker schwankte als die von Gesunden.

Das deutet auf eine Schädigung dieser Zellen hin und könnte das erhöhte Risiko von Gefäßverschlüssen und Embolien der Lunge erklären. Zudem kann dadurch die Sauerstoffversorgung, die zu den Hauptaufgaben der Erythrozyten zählt, bei Infizierten beeinträchtigt sein.

Lymphozyten waren bei Corona-Patienten wiederum deutlich weicher, was auf eine starke Immunreaktion hinweisen kann. Ähnliche Beobachtungen konnten die Forscher auch bei Neutrophilen Granulozyten machen.

Diese Zellen blieben 7 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 die Echtzeit-Verformungszytometrie das Potenzial dazu, routinemäßig bei der Diagnose von Covid-19 eingesetzt zu werden – und sogar als Frühwarnsystem vor künftigen Pandemien durch noch unbekannte Viren zu dienen.

  1. Wie eine Corona-Infektion Blutzellen langfristig verändert; mpl; 22.06.2021.
  2. Kubánková M, Hohberger B, Hoffmanns J, Fürst J, Herrmann M, Guck J, Kräter M, Physical phenotype of blood cells is altered in COVID-19, Biophysical Journal (2021), doi:https://doi.org/10.1016/j.bpj.2021.05.025.

Bidlquelle: © gettyImages/feellife

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