Neues Thrombose-Radar soll Todesrate von Herz-Kreislauf-Erkrankungen eindämmen

40 Prozent aller Todesfälle in Deutschland sind auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herzinfarkt, Schlaganfall oder Thrombose zurückzuführen. Um dieses Risiko zu senken und Kosten zu sparen, ist es erforderlich, die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung frühzeitig zu erkennen. Am Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS) in Dortmund haben Wissenschaftler eine Methode erarbeitet, um das Risiko von Thrombosen individuell einzuschätzen. Das Institut entwickelt dafür ein Thrombose-Radar, mit dem Ärzte künftig das
Thrombose-Risiko vorhersagen und somit individuell zugeschnittene Behandlungsmöglichkeiten für Betroffene entwickeln und ergreifen können. Anlässlich des Welt-Thrombose-Tages am 13. Oktober machen Forscher auf die Gefahren dieser Krankheit aufmerksam.

Unter normalen Bedingungen erkennen Blutplättchen (Thrombozyten) zum Beispiel eine Schnittwunde. Sie sammeln sich dort und verschließen diese, bis die Blutung gestillt ist. Ist diese Funktion gestört, kann es zu einer unkontrollierten Verklumpung des Blutes und einem Gefäßverschluss kommen – eine Thrombose entsteht.

In Deutschland stirbt nach einer Operation etwa einer von zweihundert Patienten unter anderem an Thrombosen. Bei jährlich ca. 10 Millionen Operationen könnten also zwischen 40.000 und 60.000 Menschen an dieser Komplikation sterben. Darüber hinaus haben auch Krebspatienten oder Patienten mit chronischen Entzündungen und Träger von Implantaten ein erhöhtes Thrombose-Risiko.

„In der derzeitigen klinischen Diagnostik wird häufig nur die Aktivierungszeit der Thrombozyten gemessen – also wie schnell die Blutgerinnung beginnt“, sagt Prof. Albert Sickmann, Vorstandsvorsitzender des ISAS. Somit lasse sich zwar die Zeit feststellen, bis Thrombozyten aggregieren, nicht jedoch die Ursache oder die Wahrscheinlichkeit einer unkontrollierten Blutgerinnung. Die Neigung zu einer gestörten Blutgerinnung kann mit dem Thrombose-Radar, dem analytischen Testverfahren des ISAS, deutlich früher erkannt werden als bisher.

Das Besondere am Thrombose-Radar ist die zeitgleiche Erfassung einer Vielzahl von Faktoren, die die Blutplättchen hemmen oder aktivieren. Denn das ISAS-Team kann bis zu 150 Faktoren gleichzeitig mit einem minimalen Probenaufwand untersuchen – bislang lag das Limit bei einem einzigen Faktor. Auf dem Radar haben die Forscher mehrere hundert Eiweiße (Proteine) der Blutplättchen, die eine Rolle bei der Entstehung und beim Voranschreiten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen spielen könnten. Durch diesen breiteren Untersuchungsansatz lassen sich die Ursachen von Thrombosen und deren Risiko genauer bestimmen.

Um die Zuverlässigkeit des analytischen Verfahrens zu prüfen und es später auch daraufhin zu zertifizieren (nach DIN EN ISO 17025), hat das ISAS ein eigenes Prüflabor eingerichtet, das zukünftig auch weitere bioanalytische Verfahren des ISAS für die Translation in die Anwendung vorbereiten soll. Im Zentrum der Überprüfung des grundlegenden Verfahrens für das Thrombose-Radar steht dabei die genaue Bestimmung von Proteinmengen in Thrombozyten und Blutplasma. In dem Untersuchungsverfahren trennen die ISASForscher zunächst die Thrombozyten aus dem Blut heraus. Aus den darin enthaltenen Proteinen gewinnen die Wissenschaftler wieder Peptide (Eiweißbruchstücke), deren genaue Menge mit einem Massenspektrometer ermittelt wird. Dieses Instrument misst die Masse von Atomen oder Molekülen in gasförmigem Zustand.

Um auch die diagnostische Aussagefähigkeit des Thrombose-Radars nachzuweisen, untersucht das ISAS in einer groß angelegten Forschungsstudie das ISAS Blut von Patienten auf das Thromboserisiko und sucht nach Faktoren, die dafür verantwortlich gemacht werden können. Unter den Testpersonen werden auch mehrere hundert gesunde und unauffällige Spender sowie Kranke oder Risikogruppen wie Raucher sein. Dadurch erkennen die Forscher, wie Thrombozyten im „Normalzustand“ aussehen und reagieren, wobei der Normbereich sich je nach Alter, Geschlecht oder Vorerkrankung unterscheiden kann. Der Vergleich gesunder Proben mit denen von kranken Spendern oder Spendern aus Risikogruppen erlaubt dann Aussagen darüber, welche Proteine bei der Entstehung von Thrombosen eine Rolle spielen. Das Team will also herausfinden, welches Proteinmuster auf ein Erkrankungsrisiko hindeutet.

Hieran sollen sich später weitere klinische Studien anschließen, sodass künftig alle Kliniken, die über ein Massenspektrometer verfügen, den Test ohne kostenintensive Anschaffungen in ihre eigene Diagnostik überführen können. „Krankenhäuser mit einem Massenspektrometer benötigen für das Thrombose-Radar keine zusätzlichen Instrumente. Vorhandene Materialien und Geräte, die für ein diagnostisches Labor typisch sind, können für das Verfahren genutzt werden“, betont Dr. Christin Lorenz, verantwortliche Wissenschaftlerin für die Entwicklung des Thrombose-Radars und Gruppenleiterin am ISAS.

Weil das Thrombose-Risiko für verschiedenste Patientengruppen mithilfe dieser Methode präzise vorhersagbar werden soll, können Ärzte  rechtzeitig Therapien einleiten, die individuell auf die Patienten ausgerichtet sind. Das ist vor allem deshalb bedeutsam, weil nicht jeder Patient in gleicher Weise auf herkömmliche Therapien wie zum Beispiel Blutverdünner oder Gerinnungshemmer anspricht.

Das ISAS verfolgt das Ziel, molekulare Faktoren (Biomarker), die für die Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen charakteristisch sind, zu identifizieren. Mit dem Thrombose-Radar unterstreicht das ISAS seine Position als innovative Forschungsinstanz im Gesundheitssektor. Das Institut will die neue Methode als Standardverfahren für eine personalisierte Frühdiagnose, Prävention und Therapiebegleitung von Thrombosen etablieren. Es soll Ärzten als Diagnose-Instrument zur Verfügung stehen. Dazu sucht das ISAS aktiv nach Partnern für die Überführung in die klinische Anwendung.

Das NRW-Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung (MIWF) fördert den Aufbau des Prüflabors mit insgesamt 3,6 Millionen  Euro.

PDF: Pressemitteilung zum Thrombose-Radar