Was wir von Verkehrskontrollen kennen, könnte künftig auch in Krankenhäusern und insbesondere auf Intensivstationen Alltag werden. Nicht zum Messen des Alkoholgehalts im Blut, sondern zur Beobachtung des Gesundheitszustands in Echtzeit oder zur raschen Bestimmung der Konzentration von Medikamenten im Körper. Der Grund:
Mit Unterstützung des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) haben Forschende der Universität Basel und des Universitäts-Kinderspitals beider Basel (UKBB) eine Technik entwickelt, mit der bestimmte Werte direkt in der ausgeatmeten Luft von Patientinnen und Patienten gemessen werden können.
Ein Vergleich habe gezeigt, dass eine Überwachung mittels Atemproben genauso zuverlässig ist wie üblicherweise verwendete Bluttests. Die neue Methode wurde zur Überwachung der intensivmedizinischen Behandlung von Kindern eingesetzt, die an einer diabetischen Ketoazidose litten – einer Komplikation von Diabetes, die ohne Behandlung tödlich verlaufen kann. Um in Erfahrung zu bringen, wie sich die Symptome entwickeln und wie die Behandlung wirkt, analysierte das medizinische Team neben Blut- und Urinproben auch die von den Kindern ausgeatmete Luft.
Pablo Sinues, Professor an der Universität Basel und Leiter einer Gruppe für Atemforschung im Bereich translationale Medizin, ist begeistert: "Die Werte in der Atemluft deckten sich vollkommen mit den Blutwerten."
Die Analyse funktioniert nach dem Prinzip, mit dem Hunde lernen können, bestimmte Krankheiten zu erkennen. "Neben CO2 atmen wir auch kleine Mengen vieler anderer Stoffe aus, die im Blut vorhanden sind", erklärt der Forscher. In der Atemluft sind verabreichte Medikamente genauso identifizierbar wie Moleküle, welche die Aktivität unseres Körpers widerspiegeln – sogenannte Metaboliten.
Mit seiner Gruppe entwickelte Pablo Sinues in den letzten Jahren Atemtests zur Messung und Dosierung von Medikamenten gegen Epilepsie bei Kindern. Dabei musste jedoch im Labor direkt in ein Gerät geblasen werden, weshalb sich die Tests nicht für die Intensivstation oder den Operationssaal eignen. Neu können die Atemproben direkt am Krankenbett entnommen werden: Die Forschungsgruppe hat dazu spezielle Plastikbeutel entwickelt, die bis zu 1,2 Liter ausgeatmete Luft einfangen. Die Proben werden nach der Entnahme sofort ins Labor gebracht und für die chemische Analyse in ein Massenspektrometer gegeben. Dieses Gerät wird auch für Blutproben verwendet, die Bestimmung der Blutwerte ist jedoch komplex und dauert mehrere Stunden. Die Luft aus den Beuteln hingegen wird ohne Vorbehandlung direkt ins Gerät geblasen – weniger als eine Viertelstunde nach der Probenahme. Ähnlich schnelle Ergebnisse liefern nur Routine-Bluttests.
Die Ergebnisse wurden allerdings bei lediglich fünf Kindern mit diabetischer Ketoazidose gewonnen und müssen durch weitere Studien bestätigt werden.
Originalpublikation:
(*) M. Awchi et al: Metabolic trajectories of diabetic ketoacidosis onset described by breath analysis. Frontiers in Endocrinology (2024).
https://doi.org/10.3389/fendo.2024.1360989
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