Der Geruchssinn von Hunden ist phänomenal. Immer wieder versuchen wir, die Spürnasen im Sinne des Menschen einzusetzen, z.B. beim Erschnüffeln von Anfällen, Drogen oder Krankheitserregern wie SARS-CoV-2, dem für COVID-19 verantwortlichen Virus. Dass Hunde in der Lage sind, Personen mit einer akuten SARS-CoV-2 Infektion zu erkennen, hatte Prof. Dr. Holger Volk von der Stiftung Tierärztlichenh Hochschule (TiHo) Hannover im Jahr xy publiziert.
Nun konnten Forschende der Technischen Universität Braunschweig, der Medizinischen Hochschule Hannover und der TiHo im Forschungsprojekt „COVID Dogolomics“ zeigen, dass sich auch das Post-COVID-Syndrom anhand von Geruchssignaturen erkennen lässt. Ihre Ergebnisse zeigen außerdem eine Übereinstimmung zwischen den Einschätzungen speziell trainierter Spürhunde und modernen massenspektrometrischen Analysen in Kombination mit Machine-Learning-Verfahren. Damit liefern die Forschenden neue Hinweise auf krankheitsspezifische Stoffwechselmuster und eröffnen Perspektiven für innovative diagnostische Ansätze.
Das Projekt vereint die klinische Expertise der MHH um Prof. Dr. Georg Behrens, die Arbeiten zu medizinischen Spürhunden an der TiHo unter Leitung von Professor Holger Volk, PhD, sowie die analytischen und bioinformatischen Untersuchungen der Abteilung Bioinformatik und Biochemie der TU Braunschweig unter Leitung von Professor Dr. Karsten Hiller. Gemeinsam verfolgen die Partner das Ziel, biologische Signaturen des Post-COVID-Syndroms besser zu verstehen und langfristig neue diagnostische Ansätze zu entwickeln. Im Rahmen des Projekts stellte die MHH Patientenkohorten und Bioproben bereit. Die Tierärztliche Hochschule Hannover untersuchte mit speziell trainierten Spürhunden, ob Long-COVID-Proben anhand ihres Geruchs erkannt werden können. Die Forschenden der TU Braunschweig analysierten dieselben Proben mit modernster Massenspektrometrie und entwickelten Verfahren des maschinellen Lernens, um die zugrunde liegenden Stoffwechselmuster zu entschlüsseln.
Die Ergebnisse waren bemerkenswert: Die Hunde konnten Long-COVID-Proben zuverlässig von gesunden Kontrollproben und sogar von ähnlichen Krankheitsbildern unterscheiden. Dies deutet darauf hin, dass Long COVID mit einer charakteristischen Geruchssignatur verbunden sein könnte.
Lea Woyciechowski, Doktorandin der Abteilung Bioinformatik und Biochemie, entwickelte zudem eine neue analytische Methode, mit der flüchtige organische Verbindungen, die Volatile Organic Compounds, aus sehr kleinen Urinproben hochauflösend erfasst werden können. Diese Moleküle entstehen als Produkte des Stoffwechsels und können Hinweise auf physiologische oder krankheitsbedingte Prozesse liefern. „Flüchtige Stoffwechselprodukte sind gewissermaßen chemische Fingerabdrücke biologischer Vorgänge“, erklärt Lea Woyciechowski. „Wir wollten herausfinden, ob sich die Signatur, die die Hunde wahrnehmen, auch analytisch erfassen und mit datengetriebenen Methoden beschreiben lässt.“ Dabei konnten charakteristische Muster identifiziert werden, die Long-COVID-Proben von Kontrollgruppen unterscheiden.
Besonders interessant ist, dass die Ergebnisse der Hunde und die analytischen Auswertungen überraschend gut übereinstimmten: Proben, die von den Hunden als auffällig erkannt wurden, zeigten auch in den statistischen Modellen charakteristische Stoffwechselmuster. Damit weisen zwei grundlegend unterschiedliche Systeme auf dieselben krankheitsassoziierten Veränderungen hin. Die Ergebnisse liefern damit neue Hinweise darauf, dass das Post-COVID-Syndrom mit messbaren Veränderungen des Stoffwechsels verbunden ist.
