Atem liefert chemischen Fingerabdruck

Zürich (Schweiz) - Nicht nur Proben von Blut und Urin lassen sich für medizinische Untersuchungen nutzen. Auch die ausgeatmete Luft könnte bei der Diagnose helfen, denn sie enthält Biomoleküle, die Hinweise auf den Stoffwechsel des Patienten liefern. Schweizerische Forscher haben jetzt festgestellt, dass sich das Spektrum an chemischen Substanzen in der Atemluft eines Menschen zwar im Tagesverlauf etwas verändert. Dennoch konnten sie jedem Probanden ihrer Studie eine ganz individuelle Grundsignatur – einen „Atemabdruck“ – zuordnen. Diese Analysetechnik könnte sich daher in Zukunft als nützliches Werkzeug einer personalisierten Medizin erweisen, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „PLoS One“.

„Eine Atemanalyse ist einfach, nicht invasiv und schnell; wir halten daher den Einsatz für ein individualisiertes Screening für möglich“, erklären Renato Zenobi von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich und Kollegen. Für den Atemtest müssen die Testpersonen Luft durch einen Schlauch in ein Gerät blasen. Das Messverfahren der sogenannten Sekundären Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (SESI-MS) trennt dann die Inhaltsstoffe in ihre einzelnen chemischen Bestandteile auf. Für jeden der elf Probanden erstellten die Forscher so die „chemischen Fingerabdrücke“ ihres Atems, indem sie an neun Tagen jeweils vier Messungen zu verschiedenen Tageszeiten durchführten. Trotz erwarteter Schwankungen in der Zusammensetzung der Atemluft ließ sich für jede Person eine individuelle Grundsignatur chemischer Verbindungen ermittelten. Dieses Muster ist Ausdruck eines Teils der gesamten Stoffwechselaktivität eines Menschen, seines „Metaboloms“.

Noch ist die Analysemethode im Anfangsstadium ihrer Entwicklung. So sind die meisten der massenspektrometrisch nachgewiesenen Inhaltsstoffe noch nicht identifiziert. Andere Studien haben aber bereits gezeigt, dass sich der chemische Atemabdruck bei einer Infektion oder auch durch andere Erkrankungen in typischer Weise verändert. Daher könnte das Verfahren für eine schnelle Diagnose unterschiedlicher Krankheiten nützlich sein. Die Technik wäre wahrscheinlich auch hilfreich, um Wirksamkeit und Verträglichkeit von Medikamenten besser zu beurteilen, und die für den jeweiligen Patienten optimale Therapie zu wählen.