Bald neue Tests?

Zellen sagen Erholungsphase nach der OP voraus

Von Hildegard Kaulen
31.12.2014
, 19:45
Ein Chirurg bereitet einen Herzklappenersatz für einen Patienten vor.
Nach einer OP kommen die Patienten unterschiedlich schnell wieder auf die Beine. Wissenschaftler fanden nun eine Möglichkeit, die Erholungsphase vorherzusagen, indem sie Blut analysieren.

Nach den Angaben des Statistischen Bundesamtes wurden im Jahr 2012 in Deutschland 15,7 Millionen Menschen operiert. Bisher kann niemand vorhersagen, wie schnell sich jemand von solchen Operationstraumata erholen wird. Viele kommen rasch wieder auf die Beine, andere brauchen Wochen oder Monate, um die Schmerzen und die Schwäche hinter sich zu lassen. Eine Arbeitsgruppe der amerikanischen Stanford Universität hat entdeckt, dass die Erholungszeit mit der Aktivität einiger Immunzellen im Blut korreliert. Die Wissenschaftler um Garry Nolan wollen daraus einen Test ableiten, der die Erholungszeit vorhersagt.

Das Bemerkenswerte an dieser Arbeit ist aber nicht nur die Aussicht auf einen möglichen Test, sondern auch die Methode, mit der die Wissenschaftler die komplexen Wechselwirkungen unter den Immunzellen im Blut studiert haben. Bei dem Verfahren handelt es sich um die Massenzytometrie. Damit können Dutzende von Proteinen in und auf den Zellen gleichzeitig untersucht werden. Die Wissenschaftler zoomen sich regelrecht in den Blutfluss hinein und sammeln unzählige Daten über das geordnete Hin und Her zwischen den anrückenden Immunzellen. Die Forscher lernen damit nicht nur, welche Immunzellen von einer Operationswunde angezogen werden, sondern auch mit welcher Agenda sie unterwegs sind. Mit der Massenzytometrie können zelluläre Netzwerke in einer nie dagewesenen Genauigkeit und Komplexität studiert werden. Diese Netzwerke sind nämlich wie Spinnweben. Zieht man an einem Ende, verschiebt sich das gesamte Netz. Dass eine Operationswunde Immunzellen anlockt, ist nichts Neues. Jede Wundheilung löst einen regelrechten Entzündungsschub aus. „Man muss den Drachen von der Leine lassen“, so Martin Angst, einer der Autoren, über die durch das Trauma angestoßene Immunreaktion in einer von der Stanford Universität veröffentlichten Erklärung. „Allerdings muss man ihn auch zu reiten wissen. Zu viel Entzündung bedeutet eine langwierige Erholung.“

Spezialisierte Immunzellen

Die Wissenschaftler haben in der Zeitschrift „Science Translational Medicine“ gezeigt, dass sich die Patienten am schnellsten erholten, bei denen eine sehr spezialisierte Gruppe von Immunzellen besonders aktiv war (doi:10.1126/scitranslmed.3009701). Diese Zellen dämpfen das Immunsystem. Bei Krebs scheint ihr Auftritt mit einem schlechteren Behandlungsergebnis korreliert zu sein. Vielleicht zügelt ihre dämpfende Wirkung bei Krebs die Immunreaktion gegen den Tumor. Die Wissenschaftler haben 32 Patienten untersucht, denen ein künstliches Hüftgelenk eingesetzt worden war. Den Patienten wurde eine Stunde vor der Operation Blut abgenommen, einer Stunde nach der Operation sowie nach 24 und 72 Stunden und nach sechs Wochen. Die Patienten wurden zudem gebeten, ihre Erholung über den gesamten Zeitraum zu protokollieren. Jeder operierte Patient hatte in den ersten 24 Stunden nach dem Eingriff eine typische Konstellation von Immunzellen im Blut, die Nolan und seine Kollegen als „chirurgische Immun-Signatur“ bezeichnen. Allerdings hatten diejenigen, die sich schnell erholten, Abweichungen bei der Aktivität einzelner Immunzellen innerhalb dieser Konstellation. Die Studie hat allerdings klare Grenzen. Dazu zählt die kleine Patientenzahl. Es wurden auch nur Hüftoperationen untersucht und keine anderen chirurgischen Eingriffe. Außerdem hatten alle Patienten neben der Arthrose keine anderen schwerwiegenden Erkrankungen.

Die Massenzytometrie ist eine Weiterentwicklung der Durchflusszytometrie, die seit langem in der Medizin verwendet wird. Allerdings können mit der Durchflusszytometrie nur eine Handvoll Proteine gleichzeitig analysiert werden, da die verwendeten Fluoreszenz-Farbstoffe überlappende Emissionsspektren haben. Bei der Massenzytometrie werden die Proteine mit seltenen Erden markiert. Diese sind präziser voneinander zu unterscheiden. Deshalb können auch sehr viel mehr Untersuchungen gleichzeitig gemacht werden. Außerdem treten mit den seltenen Erden keine Störeffekte auf, weil es keine seltenen Erden in der Zelle gibt. Mit der Massenzytometrie geht man auch der Frage nach, warum sich Tumorzellen aus einem Krebsherd lösen und Metastasen bilden.

Quelle: F.A.Z.
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