Medizinische Spürhunde
Das Forschungsteam setzte zwölf Spürhunde ein. Diese sollten SARS-CoV-2-Proben von anderen viralen Erregern der Atemwege unterscheiden. Zu den anderen viralen Erregern gehörten Influenza A und B, das humane Respiratorische Synzytialvirus, das Metapneumovirus, das humane Parainfluenzavirus Typ 1 und 3, das Rhinovirus, das Adenovirus und mehrere humane Coronaviren, darunter SARS-CoV-1 und MERS-CoV.
Für die Studie entwarfen die Forschenden drei Testszenarien: Im ersten Testszenario wurden die Hunde mit inaktivierten Speichelproben von SARS-CoV-2-Patienten trainiert. Sie unterschieden mit einer mittleren Sensitivität von 74 Prozent und einer Spezifität von 95 Prozent zwischen SARS-CoV-2 und Abstrichproben von Patienten, die mit anderen Atemwegsviren infiziert waren. Die Sensitivität bezieht sich auf den Nachweis von positiven Proben. Die Spezifität bezieht sich auf den Nachweis negativer Kontrollproben.
Da nicht alle Virusproben ohne Weiteres von infizierten Personen verfügbar waren, verwendete das Forschungsteam für das zweite Szenario Zellkulturen. Auch hier wurden die Hunde zuvor mit inaktivierten Speichelproben von SARS-CoV-2-Patienten trainiert. Sie waren auch in diesem Testszenario in der Lage, zwischen verschiedenen Atemwegsviren zu unterscheiden, schnitten aber schlechter ab, als im ersten Testszenario.
Der Geruchssinn des Hundes
Seit Beginn der Domestizierung nutzt der Mensch die außergewöhnlichen Geruchsfähigkeiten von Hunden, um Beute zu jagen, aber auch, um sich selbst vor Raubtieren zu schützen. Heutzutage werden Hunde zunehmend auch im Bereich der medizinischen Forschung zur Geruchserkennung eingesetzt.
Sie sind in der Lage, infektiöse und nicht-infektiöse Krankheiten wie verschiedene Krebsarten, Malaria, bakterielle und virale Infektionen zu erkennen. Hunde haben mehr als 1000 Gene für die Olfaktion, eine höhere Nasenoberfläche als Menschen, einen optimierten Luftstrom zum Riechen, 40-mal mehr Riechrezeptorzellen (200 bis 300 Millionen gegenüber 5 bis 8 Millionen beim Menschen) und ein zusätzliches Geruchssystem (vomeronasales Organ) um einige Beispiele zu nennen.
Ein Beispiel veranschaulicht die Geruchsfähigkeit von Hunden: Ein Hund ist in der Lage den Tropfen einer Flüssigkeit in 50.000.000 Litern Wasser, das entspricht 20 Schwimmbecken olympischer Größe, zu erkennen.
Für das letzte Szenario trainierten die Forschenden die Hunde darum mit inaktiviertem Zellkulturmaterial von SARS-CoV-2. Die Hunde zeigten ähnliche Leistungen wie im ersten Szenario bei der Unterscheidung von SARS-CoV-2 und anderen viralen Erregern. Auch bei den Zellkulturen riechen die Hunde die flüchtigen organischen Stoffe. Die Zellkulturen bestehen aus menschlichen Zellen, zu denen die unterschiedlichen Erreger hinzugegeben wurden.
Die Studie zeigt nach Angaben der Forscher erstmals, dass Hunde SARS-CoV-2 mit hoher Spezifität von 15 anderen viralen Atemwegserregern unterscheiden können. Sie bestätigt zudem nicht nur erneut, dass Hunde eine zuverlässige und schnelle Hilfe sind, um mit SARS-CoV-2 infizierte Personen zu erkennen, sondern zeigt auch, dass die Stoffe, die die Tiere bei COVID-19-Infizierten riechen, spezifisch für SARS-CoV-2 sind. Die Hunde riechen nicht die Viren selbst, sondern flüchtige organische Verbindungen, die bei Stoffwechselvorgängen nach einer Virusinfektion entstehen.
Quelle: IDW