Können Spürhunde Long-COVID erkennen?

Ein Forschungsteam unter Leitung der TiHo hat untersucht, ob Hunde, die auf das Erkennen von SARS-CoV-2 trainiert wurden, auch Proben von Post-COVID-19-Patienten erkennen können. Die Ergebnisse der Pilotstudie wurden in der Fachzeitschrift Frontiers in Medicine veröffentlicht. Sie zeigen, dass die Tiere solche Proben mit hoher Genauigkeit anzeigen.

Dabei riechen die Hunde nicht das Virus selbst. Sie nehmen flüchtige organische Verbindungen wahr, sogenannte Volatile Organic Compounds (VOC). Diese entstehen bei Stoffwechselvorgängen im Zusammenhang mit einer Virusinfektion. Die Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass bestimmte Stoffwechselveränderungen auch nach der akuten Infektion bestehen bleiben.

Die Frage ist von Bedeutung, weil eine wachsende Zahl von Menschen nach einer SARS-CoV-2-Infektion über Monate hinweg unter Beschwerden leidet. Was genau hinter diesen Langzeitfolgen steckt, ist weiterhin Gegenstand der Forschung. Bekannt war bereits, dass Hunde akute SARS-CoV-2-Infektionen erkennen können. Unklar war jedoch, ob ihre außergewöhnliche Geruchsfähigkeit auch bei Post-COVID-19-Proben anschlägt.

Für die Untersuchung wurden Hunde eingesetzt, die zuvor mit Proben akut SARS-CoV-2-infizierter Personen trainiert worden waren. In zwei Testszenarien erhielten sie anschließend Proben von Post-COVID-19-Patienten.

Im ersten Szenario wurden Proben akut Infizierter mit Proben von Post-COVID-19-Patienten verglichen. Für die Erkennung einer akuten SARS-CoV-2-Infektion erreichten die Hunde eine mittlere Sensitivität von 86,7 Prozent und eine Spezifität von 95,8 Prozent.

Im zweiten Szenario wurden Post-COVID-19-Proben mit negativen Kontrollproben gesunder Personen verglichen. Hier erreichten die Hunde eine mittlere Sensitivität von 94,4 Prozent und eine Spezifität von 96,1 Prozent. Zum Vergleich: Bei der Gegenüberstellung akuter SARS-CoV-2-Proben mit negativen Kontrollproben lagen die Werte bei 86,9 Prozent Sensitivität und 88,1 Prozent Spezifität.

Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass flüchtige organische Verbindungen nach einer SARS-CoV-2-Erstinfektion längerfristig vorhanden sein können. Diese VOC werden von infizierten Körperzellen im Verlauf der komplexen Erkrankung freigesetzt.

„Basierend auf diesen Ergebnissen denken wir, dass weitere Studien mit medizinischen Spürhunden zur Pathophysiologie von Long-COVID die Zusammensetzung und den zeitlichen Verlauf spezifischer VOC-Muster miteinschließen sollten“, sagt Professor Dr. Holger Volk, Leiter der Klinik für Kleintiere der TiHo.

Friederike Twele, PhD, Tierärztin und Neurowissenschaftlerin an der TiHo, sieht in den Ergebnissen einen weiteren Hinweis auf die Möglichkeiten medizinischer Spürhunde: „Diese Studie ist ein weiterer Beweis für das Potenzial, dass Spürhunde bei der Untersuchung der Pathophysiologie von COVID-19 Patienten haben könnten. Es ist schwer vorstellbar, aber die Geruchserkennung von Hunden ist um drei Größenordnungen empfindlicher als die derzeit verfügbaren Geräte."

Volk ergänzt: „Es ist bekannt, dass infektiöse Atemwegserkrankungen spezifische flüchtige organische Verbindungen freisetzen können. Unsere Studie zeigt, dass Hunde diese einzigartigen Muster flüchtiger organischer Verbindungen nicht nur bei akuten SARS-CoV-2-Infizierten erkennen können, sondern auch bei Post-Covid-19-Patienten.“

Dr. Claudia Schulz, Tierärztin und Virologin an der TiHo, verweist auf die mögliche Bedeutung für die Diagnostik: „Mich fasziniert an medizinischen Spürhunden, dass sie außergewöhnliche diagnostische Fähigkeiten besitzen. Neben akuten SARS-CoV-2 Infektionen können sie auch Post-COVID-19 Erkrankungen detektieren - nachdem herkömmliche Nachweissysteme, wie PCR und Antikörpertests keine Aussagen mehr über die Ursache einer Erkrankung treffen können. Post-COVID-Patienten stellen in der Regel kein Infektionsrisiko mehr dar, jedoch ermöglicht die Diagnose eine optimierte Behandlung der Patienten und eröffnet neue Möglichkeiten diese komplexe Viruserkrankung zukünftig besser verstehen zu können.“

Dass Hunde als medizinische Helfer eingesetzt werden, ist kein neues Forschungsgebiet. Ihr Geruchssinn wird inzwischen genutzt, um verschiedene Krankheiten zu erkennen – darunter Krebsarten, Malaria sowie bakterielle und virale Infektionen.

Der Grund für diese außergewöhnliche Fähigkeit liegt in ihrer Anatomie. Hunde verfügen über mehr als 1.000 Gene fürs Riechen, eine größere Nasenoberfläche, einen optimierten Luftstrom und etwa 200 bis 300 Millionen Riechrezeptorzellen. Der Mensch besitzt dagegen etwa fünf bis acht Millionen.

Die Leistungsfähigkeit dieser biologischen Sensoren lässt sich kaum mit alltäglichen Maßstäben erfassen: Ein Hund kann den Tropfen einer Flüssigkeit in 50 Millionen Litern Wasser erkennen. Das entspricht etwa 20 olympischen Schwimmbecken.

Publikationen:
Twele, F., ten Hagen, N. A., Meller, S., et al. (2022). Detection of post COVID-19 patients using medical scent detection dogs – a pilot study. Frontiers in Medicine, 9, Article 877259. DOI:10.3389/fmed.2022.877259

Jendrny, P., Twele, F., Meller, S., Osterhaus, A. D. M. E., Schalke, E., & Volk, H. A. (2021). Canine olfactory detection and its relevance to medical detection. BMC Infectious Diseases, 21, Article 838. DOI:10.1186/s12879-021-06523-8

Quelle: Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover