Apherese in Dresden: Blutfilter senken PFAS und Mikroplastik

Die Maschine ist nicht neu. Seit Jahrzehnten wird damit Blut aus einem Arm entnommen, das Cholesterin herausgefiltert und anschließend zurückgeführt. Neu ist, was dabei zusätzlich mit herauskam: langlebige Chemikalien im Blut, oft als „Forever Chemicals“ bezeichnet.

Praktisch jeder lebende Mensch trägt solche „Forever Chemicals“ in sich. Bislang gab es jedoch keine praxistaugliche Möglichkeit, sie einem lebenden Menschen wieder zu entziehen.

Ein Team am größten Apheresezentrum der Welt berichtet nun, dass seine Filter genau das geleistet haben. Der Befund ist klein und vorläufig – und die Autorinnen und Autoren betonen das selbst als Erste.

PFAS und Kunststoffe reisen auf Fetten

Mehr als 4,700 Per- und Polyfluoralkylsubstanzen, kurz PFAS, sind im Einsatz oder gelangen in die Umwelt. Biomonitoring-Studien finden sie im Blut von mehr als 99% der US-Bevölkerung.

Rund 200 million US-Amerikanerinnen und -Amerikaner waren über Trinkwasser exponiert. Diese Verbindungen brauchen 4.8 bis 8.5 years, bis ihre Konzentration zur Hälfte abfällt – eine Dosis, die man mit 30 aufnimmt, ist also mit 40 noch vorhanden.

Kunststoff gelangt über einen anderen Weg in den Körper. Menschen schlucken schätzungsweise 39,000 bis 52,000 Kunststoffpartikel pro Jahr; zählt man das Einatmen hinzu, sind es 74,000 bis 121,000.

Solche Partikel wurden bereits in menschlichem Blut, in der Plazenta, in Lungengewebe und im Gehirn nachgewiesen. Die gemeinsame Klammer beider Schadstoffgruppen ist Fett.

PFAS lagern sich an LDL- und VLDL-Partikel an – also an jene Transportvehikel, die Cholesterin im Körper verteilen. Außerdem haften sie an Kunststoff; an Plastik, das draußen verwittert ist, sogar bis zu 250-mal leichter.

Der nächste Schritt des Teams ist bislang eine Hypothese, keine Tatsache: Beide Schadstoffe könnten sich mit einer Schicht aus Plasmafetten „ummanteln“, die sie im Kreislauf hält. Ein Filter, der genau diese Fette entfernt, müsste dann auch die Schadstoffe mit herausziehen.

Blutbehandlung entfernt einen Teil der PFAS

Der etablierte Teil der Therapie verhielt sich wie erwartet. Bei 34 Patientinnen und Patienten, die vor und nach zwei Sitzungen gemessen wurden, sanken C-reaktives Protein, Fibrinogen, LDL-Cholesterin und Lipoprotein(a) jeweils deutlich.

Der neue Befund stammt aus der Massenspektrometrie. In einem zertifizierten deutschen Labor in Bremen zeigte Plasma von 14 Patientinnen und Patienten Rückgänge von bis zu 25% bei vier der häufigsten „Forever Chemicals“.

Ein zweites Labor untersuchte vier weitere Patientinnen und Patienten nach einer Sitzung und fand noch stärkere Abnahmen: 48.9% für PFOS, 43.5% für PFOA, 55.0% für PFNA und 75.8% für einen länger kettigen Verwandten, PFDoDA.

Die Substanzen tauchten außerdem im Eluat auf – also in dem Anteil, den die Maschine abtrennt und verwirft. Das ist wichtig, weil es zeigt, dass die Schadstoffe mit der ausgeschiedenen Flüssigkeit den Körper verlassen haben.

Stefan R. Bornstein von der TU Dresden und dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus ist Erstautor der Studie. Sein Team begann mit den Tests, nachdem es erfahren hatte, dass diese Schadstoffe zusammen mit Lipiden transportiert werden.

„Wir sind immer davon ausgegangen, dass neben Lipiden auch andere Faktoren zu dem überraschenden Erfolg dieser Behandlung beitragen könnten“, sagte Bornstein gegenüber Earth.com. Er berichtet, die Labore hätten „eine relevante und signifikante Clearance dieser Toxine aus dem menschlichen Blutkreislauf“ festgestellt.

Hinweise zu Mikroplastik sind weniger eindeutig

Hier wird die Datengrundlage dünner – und die Autorinnen und Autoren sagen das ausdrücklich. Gaschromatografie von Blutproben von vier Patientinnen und Patienten zeigte, dass Polyethylen bei allen vier abnahm und Polyvinylchlorid bei drei von vier.

Polypropylen verhielt sich uneinheitlich: Bei einer Person sank es, bei zwei stieg es, und bei der vierten war es nicht nachweisbar. Polystyrol nahm bei der einzigen Person zu, bei der es überhaupt gefunden wurde, während ein Nylon zurückging.

Zwei Patientinnen und Patienten erhielten zusätzlich ein Gerät, das frei zirkulierendes genetisches Material im Blut bindet. Bei einer Person waren danach sämtliches nachweisbares Polystyrol und Polypropylen verschwunden. Bei der anderen betraf es Polyethylen und PET.

Bei einer Stichprobe von zwei wertet das Team dies als hinweisend und liefert eine prüfbare Erklärung: Ein Teil zirkulierender Kunststoffpartikel könnte an DNA-Stränge oder Zellfragmente anhaften – und würde von einem solchen Gerät mit abgefangen.

Eine dritte Methode, durchgeführt am Germans Trias i Pujol Research Institute in Spanien, färbte Partikel in Proben von vier Patientinnen und Patienten an und zählte sie per Durchflusszytometrie. Im Mittel lag der Rückgang bei etwa 70 percent.

Mit dieser Zahl müsse man jedoch vorsichtig umgehen. Bei dieser Kohortengröße erreichte sie keine Signifikanz, und die Färbung markiert allgemein Fette – sie zählt also Partikel, ohne sicher zu belegen, dass es sich um Kunststoff handelt.

Hautproben zeigen Kunststoffpartikel

Die Messungen im Blutkreislauf sind nur die halbe Geschichte. Mithilfe von Raman-Spektroskopie an menschlicher Augenlidhaut fand das Team Polystyrolpartikel im Gewebeinneren und konnte ihre Lage kartieren.

Diese Fähigkeit könnte wichtiger sein als jede einzelne Kennzahl in der Arbeit: Sie macht die Kunststoffbelastung im Gewebe einer Person zu etwas, das ein Labor räumlich zuordnen und identifizieren kann.

Ein zweites Experiment prüfte, ob diese Belastung Schaden verursacht. Menschliche Nebennierenzellen, die 30-nanometer großen Polystyrolkügelchen ausgesetzt wurden, zeigten eine Tendenz in Richtung Zelltod, gemessen über ein Enzym, das sterbende Zellen freisetzen.

Serum, das vor einer Sitzung entnommen wurde, änderte daran nichts. Serum, das nach der Sitzung gewonnen wurde, drückte dieses Signal nach unten. Das Experiment wurde dreimal durchgeführt; die Autorinnen und Autoren sprechen von einer Tendenz, nicht von einem Beweis.

Charlotte Steenblock, Letztautorin, arbeitet in derselben Dresdner Abteilung. Sie beschreibt, welche Verschiebung in der Perspektive diese Ergebnisse bedeuten würden.

„Jahrelang haben wir das Lipoprotein als die Krankheit behandelt“, sagt Steenblock. „Wenn sich herausstellt, dass es auch ein Transportmittel ist, verschiebt sich die Frage von der Messbarkeit dieser Schadstoffe im Menschen hin dazu, was passiert, wenn wir einen Teil davon entfernen.“

Apherese hat eine lange Sicherheitsbilanz

Das Dresdner Programm ist kein Experimentbetrieb. Bornstein zufolge behandelt es Patientinnen und Patienten mit erblich bedingtem hohen Cholesterin seit 25 years und führt inzwischen etwa 200 Sitzungen pro Woche durch.

Nach seiner Darstellung hatten 70% bis 80% dieser Patientinnen und Patienten kein weiteres kardiovaskuläres Ereignis – keinen Schlaganfall und keinen Herzinfarkt –, weil die Behandlung Cholesterin und Lipoprotein(a) so stark absenkt.

Diese Zahl beruht laut ihm auf klinischer Erfahrung und ist kein Ergebnis dieser Arbeit. Er bezeichnet die Therapie als „weit überlegen gegenüber allen derzeit verfügbaren Medikamenten“ und sagt, deutsche Versicherer erstatteten sie als „Goldstandard-Behandlung“.

In der Literatur beschriebene Nebenwirkungen sind meist mild und kurzzeitig: niedriger Blutdruck, Schwindel, Müdigkeit, Übelkeit sowie Krämpfe durch das Antikoagulans.

„Therapeutische Apherese ist eine invasive Behandlung, hat aber sehr wenige Nebenwirkungen, und in mehr als hunderttausend Behandlungen in unserem Zentrum haben wir so gut wie nie ein größeres Problem gesehen“, sagt Bornstein.

Studiengrenzen bremsen die Aussagekraft

Der Abschnitt zu Einschränkungen ist ungewöhnlich offen formuliert. Die Stichproben sind klein, Patientenzustände und Maschinentypen variierten, und die Kunststoff-Assays sind explorativ in einem Feld ohne validierte Standardmethoden.

Kontamination ist ein reales Risiko, wenn man ausgerechnet Plastik misst, während im Labor überall Plastik vorhanden ist. Es gibt hier weder eine randomisierte kontrollierte Studie noch langfristige Outcome-Daten.

Weil Patientinnen und Patienten nicht in allen Datensätzen konsequent gepaart waren, schreiben die Autorinnen und Autoren ausdrücklich, dass sie keinen einheitlichen gemeinsamen Clearance-Mechanismus behaupten können.

Der wichtigste Vorbehalt betrifft die Zeitachse. Alles, was gemessen wurde, zeigt eine akute Veränderung dessen, was unmittelbar nach dem Eingriff im Kreislauf zirkuliert – nicht die gesamte, im Körper gespeicherte Last.

Ein anfänglicher Abfall könnte teilweise wieder ausgeglichen werden, wenn Gewebespeicher ihre Bestände freisetzen. Mehrere Mitautorinnen und Mitautoren geben zudem finanzielle Verbindungen zu Unternehmen an, die Apherese-Equipment herstellen.

„Wir haben nicht danach gesucht“, sagt Bornstein. „Es bedeutet, dass die Maschine sie eingefangen hat. Es bedeutet noch nicht, dass der Körper sie los ist.“

Forschende planen größere Folgestudien

Beim konventionellen Plasmaaustausch wird das Entfernte durch Spenderplasma ersetzt, das eigene Verunreinigungen enthalten kann. Die Dresdner Systeme arbeiten ohne Ersatzflüssigkeit – sie führen also nichts zurück.

In Washington ist das nicht unbemerkt geblieben. Die Behörde für fortgeschrittene Forschungsprojekte im Gesundheitswesen hat ein $144 million Programm gestartet, um Kunststoffpartikel im Körper zu messen und bezahlbar zu entfernen.

Frühere Arbeiten hatten bereits angedeutet, dass blutfiltrierende Verfahren solche Partikel erreichen könnten. Die Gruppe will nun große Tiere gezielt mit markierten Kunststoffen exponieren und sie nach der Behandlung bildgebend untersuchen.

„Mehr Langzeitstudien werden umgesetzt werden müssen, um zu zeigen, ob dieser Ansatz zu einer spezifischen Behandlung für Patientinnen und Patienten mit fortschreitenden kardiometabolischen und neurometabolischen Erkrankungen wird“, sagt Bornstein.

„Nichts davon ersetzt die erste Priorität, und die bleibt die Vermeidung von Exposition“, sagt Bornstein. „Das Aufräumen im Nachhinein ist der schwierigere und teurere Weg, das Problem zu lösen.“