Krankheiten am Körpergeruch erkennen? Neue Lasertechnik soll bei der Diagnose von Parkinson helfen

Krankheiten können den Stoffwechsel verändern – und damit auch die Mischung flüchtiger Stoffe, die der Körper abgibt. Solche Veränderungen des Körpergeruchs bei Krankheiten könnten künftig bei medizinischen Voruntersuchungen helfen. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS und der Technischen Universität Dresden haben dafür eine Lasertechnik erprobt. In ihrer Untersuchung ließen sich Unterschiede zwischen gesunden Menschen sowie Personen mit Parkinson, Covid-19 und weiteren Erkrankungen messen. Noch handelt es sich allerdings um einen frühen Machbarkeitsnachweis.

Die Studie erschien im Fachjournal Scientific Reports. Untersucht wurden 24 Personen aus dem Forschungsprojekt SMELLODI: sechs gesunde Kontrollpersonen sowie jeweils sechs Menschen mit Parkinson, Covid-19 und anderen Krankheitsbildern. Die Forscher nahmen Abstriche aus dem vorderen Nasenbereich, vom Bauchnabel und aus der Ohrmuschel. Besonders vielversprechend schnitten die Nasenproben ab. Sie enthielten eine charakteristische Mischung flüchtiger Stoffe, anhand derer sich die untersuchten Gruppen unterscheiden ließen.

Wie Körpergeruch Krankheiten verraten könnte

Dabei spielen sogenannte flüchtige organische Verbindungen, kurz VOCs, eine wichtige Rolle. Der Körper produziert zahlreiche solcher Stoffe bei normalen Stoffwechselvorgängen. Sie gelangen über Atemluft, Haut und Körperflüssigkeiten nach außen. Ändert eine Erkrankung bestimmte Abläufe im Körper, kann sich auch die Zusammensetzung dieser Stoffe verschieben. Der wahrnehmbare Geruch muss sich dadurch nicht zwangsläufig verändern – viele chemische Unterschiede bleiben für die menschliche Nase unbemerkt.

Für die Analyse verwendeten die Wissenschaftler eine laserbasierte photoakustische Spektroskopie. Dabei bestrahlt ein Laser die gasförmigen Stoffe aus dem Abstrich mit verschiedenen Wellenlängen. Bestimmte Moleküle nehmen Teile dieses Lichts auf und erzeugen dadurch winzige Druckschwankungen. Ein empfindlicher Detektor misst diese Signale. Aus den vielen einzelnen Messwerten entsteht schließlich ein spektrales Muster, das sich vereinfacht als chemischer Fingerabdruck beschreiben lässt.

Aus der aufwendigen Messung könnte ein kompakter Test werden

Das Verfahren sucht also nicht nach einem einzelnen Stoff, der eindeutig für Parkinson oder Covid-19 steht. Stattdessen betrachtet es die Zusammensetzung vieler flüchtiger Verbindungen. Dadurch könnten auch Veränderungen auffallen, bei denen mehrere Stoffe nur leicht von einem typischen Muster abweichen. Die Forscher konnten den benötigten Messumfang zudem stark reduzieren, ohne dabei wesentliche Informationen aus den Proben zu verlieren.

Das könnte für eine spätere Nutzung in der Praxis wichtig werden. Heutige Verfahren zur Analyse flüchtiger Stoffe benötigen häufig große Geräte, geschultes Personal und vergleichsweise viel Zeit. Weniger Messungen könnten dagegen kleinere und günstigere Systeme ermöglichen. Ein Nasenabstrich wäre zudem schnell genommen und würde den Körper kaum belasten. Denkbar wäre deshalb eine Voruntersuchung, bevor Ärzte aufwendigere Tests veranlassen.

Warum Körpergeruch Krankheiten noch nicht sicher erkennt

Von einem einsatzbereiten Diagnosetest ist die Methode jedoch weit entfernt. Mit nur 24 untersuchten Personen ist die Datenbasis klein. Unterschiede zwischen einzelnen Menschen können außerdem viele Ursachen haben. Alter, Ernährung, Medikamente, Hautflora oder andere Erkrankungen können die Zusammensetzung flüchtiger Stoffe beeinflussen. Größere Untersuchungen müssen daher klären, wie zuverlässig sich krankheitsbedingte Muster von solchen Einflüssen trennen lassen.

Hinzu kommt, dass die Messungen unter kontrollierten Laborbedingungen stattfanden. In einer Arztpraxis müsste die Technik auch bei sehr unterschiedlichen Menschen, Begleiterkrankungen und äußeren Einflüssen stabile Ergebnisse liefern. Für Parkinson untersuchten die Wissenschaftler drei zusätzliche Proben nach zwei Wochen. Dabei fanden sie erste Hinweise darauf, dass sich bestimmte Muster über diesen kurzen Zeitraum halten können. Für Aussagen über Monate oder Jahre reicht das jedoch nicht aus.

Ein einfacher Nasenabstrich könnte künftig Hinweise liefern

Die mögliche Anwendung liegt daher zunächst weniger in einer eigenständigen Diagnose als in einer schnellen Vorsortierung. Ein auffälliges chemisches Muster könnte Anlass für weitere Untersuchungen geben. Bei unauffälligen Werten ließe sich daraus wiederum noch keine Krankheit sicher ausschließen. Die Lasermessung müsste sich dafür erst in deutlich größeren und vielfältigeren Gruppen bewähren.

Das Fraunhofer IIS entwickelte den Messaufbau, führte die Laboranalysen durch und wertete die Daten aus. Die TU Dresden übernahm unter anderem Rekrutierung, Diagnose und Probennahme. Gefördert wurde die Forschung teilweise über das EU-Projekt SMELLODI. Ob aus dem aufwendigen Versuchsaufbau später tatsächlich ein kompaktes Gerät für Arztpraxen oder Kliniken entsteht, hängt nun vor allem von weiteren Studien unter realen Bedingungen ab.

Kurz zusammengefasst:

• Krankheiten können die Zusammensetzung flüchtiger Stoffe verändern, die der Körper über Haut, Atemluft und Körperflüssigkeiten abgibt.
• Eine kleine Studie mit 24 Personen fand mithilfe von Lasertechnik unterschiedliche chemische Muster bei Gesunden sowie Menschen mit Parkinson, Covid-19 und weiteren Erkrankungen.
• Die Methode ist noch kein Diagnosetest, könnte nach größeren Untersuchungen aber eines Tages schnelle und schonende Voruntersuchungen ermöglichen.

Übrigens: Während neue Verfahren Parkinson bereits an Veränderungen des Körpergeruchs erkennen sollen, verfolgen Forscher auch bei der Behandlung einen ungewöhnlichen Weg: Implantierte Stammzellen sollen verlorene Dopamin-produzierende Nervenzellen ersetzen. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Unsplash