Forscher des MIT und der University of Colorado in Denver haben eine Notlösung vorgeschlagen, von der sie glauben, dass sie Covid-19-Patienten mit akuter Atemnot helfen könnte. Durch die Neuverwendung eines Medikaments, das heute zur Behandlung von Blutgerinnseln verwendet wird, glauben sie, dass sie Menschen in Fällen helfen könnten, in denen ein Beatmungsgerät nicht hilft oder wenn kein Beatmungsgerät verfügbar ist.

Drei Krankenhäuser in Massachusetts und Colorado entwickeln Pläne, diesen Ansatz an schwer erkrankten Covid-19-Patienten zu testen. Das Medikament, ein Protein namens Gewebeplasminogenaktivator (tPA), wird üblicherweise Herzinfarkt- und Schlaganfallpatienten verabreicht. Der Ansatz basiert auf neuen Daten aus China und Italien, wonach Covid-19-Patienten an einer schwerwiegenden Störung der Blutgerinnung leiden, die zu ihrem Atemversagen beiträgt.

„Wenn das funktionieren würde, was ich hoffe, könnte es möglicherweise sehr schnell ausgeweitet werden, da jedes Krankenhaus es bereits in seiner Apotheke hat“, sagt Michael Yaffe, David H. Koch-Professor für Naturwissenschaften am MIT. „Wir müssen kein neues Medikament herstellen und wir müssen nicht die gleichen Tests durchführen wie bei einem neuen Wirkstoff. Dies ist ein Medikament, das wir bereits verwenden. Wir versuchen nur, es umzufunktionieren.“

Yaffe, der auch Mitglied des Koch Institute for Integrative Cancer Research des MIT und Intensivmediziner am Beth Israel Deaconess Medical Center/Harvard Medical School in Boston ist, ist der leitende Autor eines Artikels, der den neuen Ansatz beschreibt.

Das Papier, das in der erscheint Zeitschrift für Unfall- und Akutchirurgie, wurde gemeinsam von Christopher Barrett verfasst, einem Chirurgen bei Beth Israel Deaconess und Gastwissenschaftler am MIT; Hunter Moore, Ernest Moore, Peter Moore und Robert McIntyre von der University of Colorado in Denver; Daniel Talmor von Beth Israel, Diakonin; und Frederick Moore von der University of Florida.

Auflösen von Blutgerinnseln

In Eins groß angelegte Studie Während des Covid-19-Ausbruchs in Wuhan, China, wurde festgestellt, dass 5 Prozent der Patienten eine Intensivbehandlung und 2.3 Prozent ein Beatmungsgerät benötigten. Viele Ärzte und Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens in den Vereinigten Staaten befürchten, dass möglicherweise nicht genügend Beatmungsgeräte für alle Covid-19-Patienten vorhanden sind, die diese benötigen. In China und Italien verstarb eine beträchtliche Anzahl der Patienten, die beatmet werden mussten, trotz maximaler Unterstützung an Atemversagen, was darauf hindeutet, dass Bedarf an zusätzlichen Behandlungsansätzen besteht.  

Die Behandlung, die das Team des MIT und der University of Colorado nun vorschlägt, basiert auf langjähriger Forschung zu den Vorgängen in der Lunge bei Atemversagen. Bei solchen Patienten bilden sich häufig Blutgerinnsel in der Lunge. In den Blutgefäßen der Lunge können sich auch sehr kleine Blutgerinnsel, sogenannte Mikrothromben, bilden. Diese winzigen Blutgerinnsel verhindern, dass Blut in die Lufträume der Lunge gelangt, wo das Blut normalerweise mit Sauerstoff angereichert wird.

Die Forscher glauben, dass tPA, das zur Auflösung von Blutgerinnseln beiträgt, Patienten mit akuter Atemnot helfen könnte. tPA ist ein natürliches Protein, das in unserem Körper vorkommt. Es wandelt Plasminogen in ein Enzym namens Plasmin um, das Blutgerinnsel auflöst. Herzinfarktpatienten oder Schlaganfallpatienten werden häufig größere Mengen verabreicht, um das Gerinnsel aufzulösen, das den Herzinfarkt oder Schlaganfall verursacht.

Tierversuche und ein Versuch am Menschen haben mögliche Vorteile dieses Ansatzes bei der Behandlung von Atemnot gezeigt. Im MenschenversuchBei der im Jahr 2001 durchgeführten Studie wurden 20 Patienten, die nach einem Trauma oder einer Sepsis an Atemversagen litten, Medikamente verabreicht, die Plasminogen aktivieren (Urokinase oder Streptokinase, aber nicht tPA). Alle Patienten in der Studie litten unter so schweren Atembeschwerden, dass man nicht davon ausging, dass sie überleben würden, aber 30 Prozent von ihnen überlebten nach der Behandlung.

Dies ist bisher die einzige Studie, in der Plasminogenaktivatoren zur Behandlung von Atemversagen beim Menschen eingesetzt werden, vor allem weil verbesserte Beatmungsstrategien gut funktioniert haben. Dies scheint bei vielen Patienten mit Covid-19 nicht der Fall zu sein, sagt Yaffe.

Die Idee, diese Behandlung bei Covid-19-Patienten auszuprobieren, entstand teilweise, weil das Forschungsteam aus Colorado und dem MIT in den letzten Jahren die Entzündungen und abnormalen Blutungen untersucht hat, die nach traumatischen Verletzungen in der Lunge auftreten können. Es stellt sich heraus, dass Covid-19-Patienten auch an entzündungsbedingten Gewebeschäden leiden, die in Autopsieergebnissen dieser Patienten beobachtet wurden und zur Gerinnselbildung beitragen können.

„Was wir von unseren Kollegen auf der Intensivstation in Europa und in New York hören, ist, dass viele der schwerkranken Patienten mit Covid-19 hyperkoagulierbar sind, was bedeutet, dass ihre Infusionen verstopfen und sie an Nieren- und Herzversagen aufgrund von Blutgerinnseln leiden.“ zusätzlich zum Lungenversagen. Es gibt zahlreiche grundlegende wissenschaftliche Belege dafür, dass dieses Konzept von Nutzen sein sollte“, sagt Yaffe. „Der schwierige Teil besteht natürlich darin, die richtige Dosis und den richtigen Verabreichungsweg herauszufinden. Aber das Ziel, das wir verfolgen, ist durchaus bestätigt.“

Mögliche Vorteile

Die Forscher werden tPA an Patienten im Rahmen des „Compassionate Use“-Programms der FDA testen, das den Einsatz experimenteller Medikamente in Fällen ermöglicht, in denen es keine anderen Behandlungsmöglichkeiten gibt. Wenn das Medikament bei einer ersten Gruppe von Patienten zu helfen scheint, könnte sein Einsatz weiter ausgeweitet werden, sagt Yaffe.

„Wir haben erfahren, dass die klinische Studie von BARDA [der Biomedical Advanced Research and Development Authority] finanziert wird und dass Francis Collins, der NIH-Direktor, gestern Nachmittag über den Ansatz informiert wurde“, sagt er. „Genentech, der Hersteller von tPA, hat das Medikament bereits für die erste Studie gespendet und angedeutet, dass sie den Zugang schnell erweitern werden, wenn die erste Patientenreaktion ermutigend ist.“

Basierend auf den neuesten Daten ihrer Kollegen in Colorado planen diese Gruppen, das Medikament sowohl intravenös zu verabreichen als auch direkt in die Atemwege zu injizieren. Der intravenöse Weg wird derzeit bei Schlaganfall- und Herzinfarktpatienten eingesetzt. Ihre Idee besteht darin, eine Dosis schnell über einen Zeitraum von zwei Stunden zu verabreichen, gefolgt von einer äquivalenten Dosis, die langsamer über einen Zeitraum von 22 Stunden verabreicht wird. Applied BioMath, ein von ehemaligen MIT-Forschern gegründetes Unternehmen, arbeitet derzeit an Rechenmodellen, die dabei helfen könnten, den Dosierungsplan zu verfeinern.

„Wenn es funktionieren sollte, und wir wissen noch nicht, ob es funktionieren wird, hat es großes Potenzial für eine schnelle Expansion“, sagt Yaffe. „Die Vorteile für die öffentliche Gesundheit liegen auf der Hand. Wir könnten Menschen möglicherweise schneller von Beatmungsgeräten befreien und möglicherweise verhindern, dass Menschen an Beatmungsgeräte angeschlossen werden müssen.“

Die Krankenhäuser, die diesen Ansatz testen wollen, sind Beth Israel Deaconess, der University of Colorado Anschultz Medical Campus und Denver Health. Die Forschung, die zu diesem Vorschlag führte, wurde von den National Institutes of Health und dem Peer Reviewed Medical Research Program des Verteidigungsministeriums finanziert.