DAS-MS-Studie - Was ist das eigentlich?

DAS-MS steht für Direkte Atemgasanalytik mittels SICRIT®-Massenspektrometrie. Im Rahmen dieses Projektes wird die Zusammensetzung der Atemgase von Probanden analysiert. Dabei wird direkt in das Messgerät (Massenspektrometer) gepustet und die Ergebnisse in Echtzeit detektiert. SICRIT® ist dabei der Name eines Bauteils des Messgeräts, welches von der Firma Plasmion entwickelt und zur Verfügung gestellt wird. Bei vergleichbaren Studien musste bisher das Atemgas immer erst in z.B. einen Plastikbeutel überführt und anschließend dem Messgerät zugeführt werden. Durch die direkte Messung von Atemgasen entfällt dieser Zwischenschritt und eine sonst recht aufwendige Probenvorbereitung wird deutlich vereinfacht. Im Hinblick auf das Ziel, eine neue diagnostische Methode zu entwickeln, wollen wir alles so simpel und anwenderfreundlich wie möglich halten.

Vom Pusten zur Krankheitsdiagnose

Die Zusammensetzung unsere Atemluft unterscheidet sich eindeutig von der Umgebungsluft. Die wohl bekannteste Änderung betrifft den Sauerstoff- und den Kohlenstoffdioxidgehalt. So beträgt der Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft 21%, welcher durch körpereigene Prozesse auf 17% in der Ausatemluft sinkt. Der Kohlenstoffdioxidgehalt erhöht sich dagegen um 4% im Vergleich zur eingeatmeten Luft. Offensichtlich hat sich die Zusammensetzung der Luft also während ihres Weges durch den menschlichen Körper verändert. Damit können wir also bereits erste Informationen gewinnen. Nehmen wir nun den Blick von den klassischen Atemgasen einmal weg und konzentrieren uns auf weniger häufige Stoffe. Tatsächlich konnten bereits sehr früh Spuren von körpereigenen Stoffen gefunden werden, wobei die eigene Nase als Messgerät in der Antike zum Einsatz kam. Das können Stoffwechselprodukte oder Teile des Mikrobioms sein, aber auch Nahrungsmittelreste und bestimmte Umgebungssignaturen sind nachweisbar.

Die biologischen Informationen sind dabei nicht nur lokal auf die Lunge begrenzt. Das Blutsystem durchquert den gesamten Körper und durch den Gasaustausch in der Lunge gelangt eine Vielzahl an Stoffe auch in den Atem. So deutet Aceton im Atem auf eine Unterzuckerung eines Diabetikers hin und einige Tiere wie z.B. Ratten und Hunde sind in der Lage, Krankheiten wie Diabetes oder Krebs aufgrund ihres ausgeprägten Geruchssinns zu erkennen. Es wird bereits versucht dieses Prinzip mit sogenannten E-noses (elektronischen Nasen) nachzubilden. In beiden Fällen werden leicht flüchtige, organische Moleküle (engl. volatile organic compounds, kurz: VOCs) detektiert. Die Menge an Einflussfaktoren, gepaart mit einer hochempfindlichen Messmethode ergibt ein komplexes Gemisch an Signalen. Diese können sich von Mensch zu Mensch stark unterscheiden, da jeder von uns im Laufe seines Lebens durch ein einzigartiges Set an biologischen Einflüssen geprägt wird. Diese Fülle an Informationen gilt es nun zu entschlüsseln.