Ny teknologi skal afsløre skjulte lungeskader efter COVID-19-infektion

Nogle personer med langtidsfølgevirkninger efter COVID-19 har under sygdomsforløbet dannet en stor mængde arvæv i lungerne, som er årsag til, at de fortsat lider af åndenød og en række andre symptomer, der er relateret til dårligt iltoptag.

Ved hjælp af denne metode kan vi se lungen indefra og lave nogle ekstremt nøjagtige billeder af, hvordan lungen fungerer, og om der er områder i lungen, der er i stykker

Christoffer Laustsen, professor og leder af MR-forskningscentret på Institut for Klinisk Medicin på Aarhus Universitet

Hos andre med COVID-19-senfølger viser CT-scanninger ikke noget arvæv i lungerne, så deres symptomer har man indtil videre ikke kunnet finde årsagen til. Men nu skal nyindkøbt billeddiagnostisk udstyr hjælpe forskere på Aarhus Universitet tættere på en forklaring.

En af de forskere, der har arbejdet hårdt for at få udstyret til Danmark, er professor Christoffer Laustsen, der står i spidsen for MR-forskningscentret på Institut for Klinisk Medicin på Aarhus Universitet. Han ser frem til at tage den nye teknologi i brug.

»En del af dem, der kommer til senfølgeklinikkerne, har haft et let COVID-19-forløb med få eller ingen symptomer, men begynder efter 6-12 uger at blive plaget af træthed, ømhed i muskler og led. Indtil videre har vi ikke kunnet forstå, hvorfor den gruppe har det så skidt, men det bliver vi forhåbentlig klogere på, når vi begynder at arbejde med det nye udstyr,« siger han.

Baseret på inhalation af ædelgas

Den nye maskine er en såkaldt SEOP-polarisator. SEOP står for Spin-Exchange Optical Pumping. Det, udstyret kan, er at frembringe en såkaldt hyperpolariseret 129-xenongas, som man lader personer med COVID-19-senfølger indånde. Gassen giver et kraftigt signal, som man efterfølgende kan spore i en avanceret scanner på forskningscentret.

Sådan virker en SEOP–hyperpolarisator

Professor Christoffer Lausten forklarer: Maskinen virker ved, at man udsætter ædelgassen 129Xe i en glasbeholder sammen med en signaldonor for et stærkt magnetfelt og herefter bombarderer gassen med et stærkt laserlys.

Det bevirker, at signaldonoren (et alkali-metal, typisk Rubidum) opnår maksimal signalenergi, der kan udveksles med 129Xe-gassen, når disse støder sammen.

Processen tager ca. 15-20 min. og medfører, at vi nu kan se de hidtil i praksis usynlige 129Xe-signaler med enorm høj sensitivt med et mere end 20.000 gange forstærket signal.

Herefter flyttes 129Xe-gassen til den avancerede MR-skanner i en speciel pose, som personen så indånder indholdet af. Efterfølgende kan man lave billeder af gassen i lungerne og dens vej over i blodbanen.

»Ved hjælp af denne metode kan vi se lungen indefra og lave nogle ekstremt nøjagtige billeder af, hvordan lungen fungerer, og om der er områder i lungen, der er i stykker. Men der, hvor det bliver helt genialt, er, at vi kan følge, hvordan gassen bliver optaget i blodbanen. Det har vi ikke kunnet se ved hjælp af de billeddiagnostiske værktøjer, vi indtil videre har haft til rådighed,« fortæller Christoffer Laustsen.

Aarhus Universitetshospital har købt den nye teknologi i England, hvor forskerne har gjort en spændende opdagelse.

»Vores engelske samarbejdspartnere fra University of Sheffield og Oxford University har vist, at mange af deres patienter har en ekstremt nedsat ilttransport fra lungerne til blodet, selvom deres lungefunktion ser normal ud ifølge de måleinstrumenter, vi hidtil har brugt,« siger Christoffer Laustsen og fortsætter:

»Det, vi skal i gang med, er at undersøge, om en stor del af patienterne på senfølgeklinikkerne herhjemme også har problemer med iltudvekslingen mellem lunger og blod, og om det kan være nøglen til at forstå de uforklarlige langtidsfølger, der efter al sandsynlighed udspringer af problemer i lungerne«.

Corona ødelægger epitelceller i lunger

Man kender endnu ikke forklaringen på, hvorfor iltomsætningen tilsyneladende ikke fungerer hos personer, der tidligere har været ramt af COVID-19.

En af teorierne er, at nogle af de celler, der står for at flytte ilten fra lungerne og ind i blodet, enten er blevet beskadiget, eller måske erstattet af nye celler, der ikke kan klare opgaven.

»De celler, der står for den her ilt-exchange fra luft til blod, er epitelceller, som er udtrykt med den her ACE2-receptor, som SARS-CoV-2 binder sig til. Spørgsmålet er så, om cellerne bliver beskadiget under coronainfektionen, så de bliver dårligere til deres opgave, eller de simpelthen dør og bliver udskiftet med nogle andre celler, der ikke har enzymet ACE2 i deres cellemembraner og dermed ikke formår at transportere ilt fra luften i lungerne over i blodet. Det ved vi ikke endnu,« siger Christoffer Laustsen.

I første omgang er målet at afdække, om alle med senfølgeproblematikker i lungerne har problemer med iltomsætningen, eller det kun gælder for en undergruppe, og hvad der i så fald karakteriserer dem.

»Dernæst skal vi undersøge, hvordan vi kan koble et lavt iltoptag til symptomer som træthed, ømme muskler og andre symptomer, patienten oplever. Da der ikke er scannet så mange mennesker med de her teknologier, ved vi endnu ikke, hvordan de forskellige symptomer hænger sammen,« fortæller han.

Ifølge Christoffer Laustsen håber forskerne på sigt også på at kunne følge en gruppe patienter, så de over tid kan undersøge, om de behandlinger, patienterne får, kan forbedre ilttransporten.

»Når man følger behandlingen løbende, kan man også hurtigt gribe ind og ændre strategi, hvis det første behandlingstiltag ikke virker. På den måde kan scanningsresultaterne bruges til at designe en optimal behandling til patienterne«.

Håber på hurtig myndighedsgodkendelse

Xenon-polarisatoren er den første af sin art i Danmark, og inden forskerne kan tage den i brug, skal det kommende forskningsprojektet godkendes af Lægemiddelstyrelsen og Videnskabsetisk Komité.

Christoffer Laustsen tør derfor ikke sætte en præcis dato for, hvornår man kan gå i gang med at scanne patienter.

»Nu har vi første omgang fået lavet en lavet en aftale, og så skal udstyret flyttes til Danmark. Vi håber, at studiet bliver godkendt hurtigt, fordi der blot er tale om brug af ædelgas, der indåndes, og ikke injektion af stoffer. Metoden er allerede nu godkendt til klinisk brug i England hos vores samarbejdspartner. Et forsigtigt bud er, at vi er oppe at køre inden for et par måneder«, lyder hans vurdering.