Med hjälp av deformerbarhetscytometri i realtid, forskare vid Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin i Erlangen kunde för första gången visa:COVID-19 förändrar signifikant storleken och stelheten hos röda och vita blodkroppar – ibland under månader. Dessa resultat kan hjälpa till att förklara varför vissa drabbade människor fortsätter att klaga på symtom långt efter en infektion (lång covid).

Andnöd, trötthet och huvudvärk:Vissa patienter kämpar fortfarande med de långsiktiga effekterna av en allvarlig infektion av SARS-CoV-2 coronavirus efter sex månader eller mer. Detta post-COVID-19 syndrom, även kallad lång covid, är fortfarande inte riktigt förstått. Det som är tydligt är att - under sjukdomsförloppet - ofta är blodcirkulationen försämrad, farliga vaskulära ocklusioner kan uppstå och syretransporten är begränsad. Dessa är alla fenomen där blodkropparna och deras fysiska egenskaper spelar en nyckelroll.

För att undersöka denna aspekt, ett team av forskare ledda av Markéta Kubánková, Jochen Guck, och Martin Kräter från Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, Max Planck Institute for the Science of Light (MPL), Friedrich Alexander-universitetet i Erlangen-Nürnberg och det tyska centret för immunterapi mätte de mekaniska tillstånden hos röda och vita blodkroppar. "Vi kunde upptäcka tydliga och långvariga förändringar i cellerna - både under en akut infektion och även efteråt, " rapporterar professor Guck, för närvarande verkställande direktör för MPL. Forskargruppen har nu publicerat sina resultat i den välrenommerade tidskriften Biofysisk tidskrift .

För att analysera blodkropparna, de använde en egenutvecklad metod som kallas realtidsdeformerbarhetscytometri (RT-DC), som nyligen belönats med det prestigefyllda Medical Valley Award. I denna metod, forskarna skickar blodkropparna genom en smal kanal i hög hastighet. I processen, leukocyterna och erytrocyterna sträcks ut. En höghastighetskamera spelar in var och en av dem genom ett mikroskop, och anpassad programvara bestämmer vilka celltyper som finns, och hur stora och deformerade de är. Upp till 1000 blodkroppar kan analyseras per sekund. Fördelen med metoden:Den är snabb och cellerna behöver inte märkas i en mödosam procedur.

Metoden kan hjälpa som ett tidigt varningssystem för att upptäcka framtida pandemier av okända virus

Biofysikerna från Erlangen undersökte mer än fyra miljoner blodkroppar från 17 patienter som var akut sjuka med COVID-19, från 14 personer som hade tillfrisknat och 24 friska personer som jämförelsegrupp. De fann att, till exempel, storleken och deformerbarheten hos de röda blodkropparna hos patienter med sjukdomen avvek starkt från friska människors. Detta indikerar skador på dessa celler och kan förklara den ökade risken för vaskulär ocklusion och emboli i lungorna. Dessutom, syretillförseln, vilket är en av erytrocyternas huvuduppgifter, kan vara nedsatt hos smittade personer. Lymfocyter (en typ av vita blodkroppar som ansvarar för det förvärvade immunförsvaret) var i sin tur betydligt mjukare hos COVID-19-patienter, vilket vanligtvis indikerar en stark immunreaktion. Forskarna gjorde liknande observationer för neutrofila granulocyter, en annan grupp vita blodkroppar involverade i det medfödda immunsvaret. Dessa celler förblev till och med drastiskt förändrade sju månader efter den akuta infektionen.

"Vi misstänker att cytoskelettet hos immunceller, som till stor del är ansvarig för cellfunktionen, har förändrats, " förklarar Markéta Kubánková, forskningsartikelns första författare. Enligt hennes uppfattning, Deformerbarhetscytometri i realtid har potential att användas rutinmässigt vid diagnos av COVID-19 – och till och med fungera som ett tidigt varningssystem mot framtida pandemier orsakade av ännu okända virus.