Hundenase und elektronische Nase sind gleich gut

Forschungsprojekt im Rahmen des Life Science Calls-Programms zeigt: Hundeschnauze und elektronische Nase haben ähnliche Trefferquote bei der Detektion von Lungenkrebs

Am 5. Dezember 2012 wurden im Landesklinikum Krems die Ergebnisse einer international durchgeführten Studie zum klinischen Anwendungspotential der Atemgasanalytik zur Früherkennung von Lungenkrebs präsentiert.

Das vom niederösterreichischen Life Science Calls-Programm geförderte Projekt verglich die Detektionsqualitäten von Hunden und instrumentellen Analytik-Verfahren. Ein Video präsentierte die Forschungsarbeit der WissenschafterInnen. Das Team von Project Canis zeigte eine Leistungsschau ihrer Such-, Rettungs- und Krebsspürhunde.

Kann man Lungenkrebs in der Atemluft diagnostizieren? Wenn ja, wer hat den besseren Riecher: Der Partner mit der kalten Schnauze oder elektronische Atemgasanalyseverfahren? Ein Grundlagenforschungsprojekt, gefördert im Rahmen des niederösterreichischen Förderprogramms „Life Science Calls (LSC)“, hat sich den Antworten auf diese Fragen genähert:

Ein interdisziplinäres Team von ForscherInnen und KlinikerInnen unter der Leitung von Peter Errhalt von Abteilung Pneumologie am Landesklinikum Krems sowie von Theodor Doll vom Institut für Physik der Universität Mainz untersuchte in der international ersten derartigen Vergleichsstudie das klinische Anwendungspotential der Atemgasanalytik der beiden derzeit bekannten Verfahren: der Hundeschnauze sowie der instrumentellen Analytik mittels Mikrosensortechnologie.

Ein erstmals für das Life Science Calls-Programm entwickeltes Video – erstellt im Auftrag der NÖ Forschungs- und Bildungsges.m.b.H. (NFB) und produziert von Institut Creative/Media/Technologies der Fachhochschule St. Pölten – bot Einblick in das wissenschaftliche Projekt sowie die Potenziale von Hund und eNose.

Die Vierbeiner Hugo (Berner Sennenhund), Don Alonso (Havaneser) und Mischa (Parson Russel Terrier) präsentierten ihre Qualitäten als Krebsspürhunde.

Vergleichbare Trefferquoten bei Hund und eNose

Die Ergebnisse des Doppelblindversuchs mit 121 Atemgasproben – 29 KrebspatientInnen im Vergleich mit Gesunden und anderweitig Erkrankten – bieten einen ersten Einblick in die Chancen, in Zukunft ein Bronchialkarzinom per Atemluft im Frühstadium zu diagnostizieren: „Wir wollten uns ansehen, welche Qualitäten jedes der beiden Verfahren mitbringt beziehungsweise welche Methode die bessere ist“, erklärt Peter Errhalt, Antragsteller des ersten Projekts.

„Nach der ersten Studie lässt sich sagen: Beide – Hundeschnauze wie instrumentelles Analysegerät – weisen eine vergleichbare Trefferquote von 60 bis 73 Prozent auf. Das ist noch unzureichend für eine klinische Anwendung, gibt uns aber bereits guten Aufschluss über die Stärken und Schwächen dieser Verfahren.“  (siehe Beilage zur Studie).

In einer Folgestudie, ebenfalls gefördert vom Life Science Calls-Programm, will man nun aus diesen Erfahrungen lernen und den Versuchsaufbau optimieren. „Wir wissen noch viel zu wenig, welche Geruchskomponenten der Hund wahrnimmt, wenn er beispielsweise einen Lungenkrebs detektiert. Uns interessiert auch, wie er andere Erkrankungen wie Diabetes oder eine Magenentzündung riecht beziehungsweise von einem Bronchialkarzinom unterscheiden kann“, führt Michael R. Müller, Leiter der Abteilung für Thoraxchirurgie am Otto Wagner Spital in Wien und Antragssteller des zweiten Projekts.

„Daher wollen wir nun noch gezielter die Geruchslandschaft des Hundes erkunden, um daraus für die Weiterentwicklung der instrumentellen Analytik zu profitieren.“

Christian Krutzler, Physiker und Spezialist für Mikrosensortechnologie des Kompetenzzentrum „ACMIT Austrian Center for Medical Innovation and Technology“ in Wiener Neustadt ergänzt: „Wir forschen an minimal-invasiven Methoden unter anderem zur Frühdiagnose von Krebserkrankungen“, so Krutzler. „Für uns sind diese Proben eine wertvolle Basis zur Analyse von Geruchsmuster. Wir suchen quasi nach den volatilen Fingerprints des Lungenkrebs, um daraus eine Art Datenmuster zu erhalten, das wir für unserer Atemgasanalytik-Verfahren nutzen können.“

Gezielte Erkennung von Geruchsmustern

Die Hunde- und Hundeverhaltenstrainerin Michaela Marschall von Project Canis und Mitarbeiterin in beiden Studien, streicht die außergewöhnlichen Riech-Fähigkeiten der Hunde heraus: „Die Tiere sind in der Lage, eine große Menge an unterschiedlichsten Gerüchen im Hirn abzuspeichern“, erklärt die Expertin. „Bei adäquatem Training können die Tiere mit ihrem hochempfindlichen Sinnesorgan gezielt jene Geruchsmuster erkennen, auf die sie geschult worden sind.“ Die Hunde benötigen aber, im Gegensatz zur Technik, während der Detektion regelmäßig Regenerationspausen.

„Wir arbeiten hier mit Lebewesen, die ebenso bei intensiver Tätigkeit müde werden und deren Leistung auch von der Tagesverfassung oder Stress beeinflusst ist.“ Kurze Erholungsphasen seien bei gut trainierten Hunden aber ausreichend, um wieder fit für die Spürarbeit zu sein.

Rudolf Mallinger, Geschäftsführer des NÖ Forschungs- und Bildungsges.m.b.H. (NFB), die sich  für die Abwicklung des Life Sciences Calls-Programms verantwortlich zeichnet, unterstreicht die Bedeutung des Förderprogramms: „Ziel ist es, die wissenschaftliche Kompetenz des Landes Niederösterreich im Bereich der Life Sciences weiter zu stärken und mittelfristig Impulse für anwendungsorientierte Forschung zu setzen.“

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