Rote Blutzellen krankhaft verformt bei schwerem COVID-Verlauf

Unter der Leitung von Forschenden der Universität des Saarlandes und des Start-ups Cysmic, das eine KI-basierte Analyse der Blutzellen durchgeführt, konnte ein Forscherteam erstmals beobachten, wie sich rote Blutzellen von schwer an COVID-19 erkrankten Personen deformieren und infolgedessen nicht mehr richtig fließen können, wenn sie in sehr feinen Blutgefäßen ankommen. Die Studie wurde im Fachjournal „eLife“ veröffentlicht.

„Entscheidend für Funktionstüchtigkeit der roten Blutzellen ist ihre Eigenschaft sich zu verformen und somit an die Fließbedingungen in Gefäßen anzupassen. Bei gesunden Menschen nehmen Blutzellen dazu bestimmte Formen an, je nach Fließgeschwindigkeit des Blutes“, erklärt Autor Dr. Steffen Recktenwald.

Es gibt zum Beispiel bei gesunden Blutzellen Formen, die an Croissants oder Slipper-Schuhe erinnern. „Bei schwer an COVID erkrankten Patienten sehen wir aber, dass sich diese Zellen pathologisch verformen“, so der Experte für Mikrofluidik.

Bei den pathologisch veränderten Zellen bilden sich beispielsweise Spitzen aus oder sie verwandeln sich in stachelige Kugeln, was Auswirkungen auf die Fließfähigkeit des Blutes hat. Im Laborexperiment der Studie konnte beobachtet werden, dass diese Zellen sich nicht normal verformen können. An engen Stellen, also beispielsweise in den Kapillaren, wo der Sauerstoff aufgenommen beziehungsweise abgegeben wird, kann das dazu führen, dass die Zellen sich nicht mehr so gut deformieren können. Sie verhaken sich ineinander und bleiben hängen, es kann dann eventuell zu einer Thrombose kommen.

Die Zellen können den Sauerstoff nicht mehr effektiv genug aufnehmen und ihn auch nicht mehr so schnell transportieren wie im gesunden Zustand. Darin könnte ein weiterer Grund liegen, weshalb COVID-Patienten in vielen Fällen schwere Probleme mit der Atmung und der Sauerstoffsättigung im Blut haben.

Die Studie zeigt noch eine weitere interessante Beobachtung auf, die möglicherweise einen neuartigen Ansatz bietet, um schwere Verläufe abzumildern: „Wir haben die Blutproben der Patienten, die aus den roten Blutzellen und dem Blutplasma bestanden, mit den Proben einer gesunden Kontrollgruppe vermischt: Gesunde Blutzellen in das Plasma der Patienten und Blutzellen der Patienten in gesundes Plasma“, erklären die AutorInnen ihr erweitertes Experiment. „Dabei konnten wir sehen, dass die gesunden Zellen im ,krankhaften' Plasma ebenfalls krankhafte Formen annahmen und sich daher schlechter deformieren lassen. Die krankhaften Blutzellen jedoch, die wir in das Plasma der gesunden Kontrollgruppe gegeben haben, sind wieder ,gesund' geworden“, berichten die Wissenschaftler.

Das könnte nach Ansicht der Forschenden bedeuten, dass eine Transfusion von gesundem Blutplasma zu schwer erkrankten COVID-Patienten den Verlauf der Krankheit abmildern könnte, weil sich die Transportfähigkeit für den Sauerstoff wieder verbessern würde. Bis das jedoch gesichert festgestellt ist, müssten noch weitere Experimente an Patienten vorgenommen werden, nicht nur an Blutproben im Labor.