Immune-metabolic Recovery and Post-exertional Malaise (BioSig-PEM study)

Prof. Dr. Christian Puta stellte BioSig-PEM vor, ein Verbundprojekt, zur Erforschung der biologischen Mechanismen die Post-exertionelle Malaise (PEM) bei ME/CFS und Long COVID auslösen. Das Projekt integriert verschiedene Forschungsbereiche – darunter Immun- und Stoffwechselprofilierung, Mikrobiom- und Tryptophanstoffwechsel, Endothelfunktion sowie kognitive und neurologische Veränderungen –, um die klinische Phänotypisierung und Patient*innenstratifizierung zu optimieren. Dem konzeptionellen Rahmen des Projekts zufolge resultiert PEM aus Wechselwirkungen zwischen belastungs- und infektionsbedingten Immun- und Stoffwechselreaktionen. Ein wesentliches Ziel ist die Identifizierung praktikabler Biomarker für den klinischen Einsatz, wobei sich Laktat im Blut als vielversprechender Kandidat herauskristallisiert hat. Im Rahmen der laufenden Forschung durchliefen potenzielle Proband*innen zunächst eine umfassende ambulante Untersuchung, die multidisziplinäre medizinische Begutachtungen, Funktionstests und neurokognitive Assessments umfasste. Von 251 untersuchten Patient*innen erfüllten lediglich 27 die Diagnosekriterien für ME/CFS, was die Bedeutung einer präzisen Falldefinition unterstreicht. Ausgewählte Patient*innen absolvierten anschließend eine stationäre Untersuchung mit physiologischem Monitoring, Blutentnahmen, wiederholten einminütigen Aufstehtests (Sit-to-Stand-Tests) und Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns sowie einer Nachuntersuchung nach zwölf Wochen – stets im Hinblick auf PEM. Die Analyse der Laktatreaktionen bei den geeigneten Patient*innen vor und nach dem Stehtest ergab drei unterschiedliche Stoffwechselphänotypen: effiziente Laktatelimination, beeinträchtigte Elimination sowie übermäßige Laktatproduktion bei teilweiser Elimination. Diese Stoffwechselmuster wurden mit Parametern der kardialen Erholung, der Symptomlast und Patient-Reported Outcomes kombiniert, um drei Erholungsphänotypen zu definieren – von physiologisch wiederhergestellter Funktion bis hin zu umfassend beeinträchtigter Erholung. Die bisherigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine beeinträchtigte Erholung – und nicht etwa eine einfache körperliche Dekonditionierung – ein charakteristisches Merkmal der PEM darstellt und als Grundlage für personalisiertere Therapiestrategien dienen kann. Zusätzliche Untersuchungen mittels Raman-Spektroskopie identifizierten spezifische immun-metabolische Signaturen, die sich nach körperlicher Belastung verstärkten; dazu gehörten Veränderungen im Lipidstoffwechsel, eine Verringerung der Aminosäurekonzentrationen sowie nukleotidbezogene Signale. Schließlich zeigten Vergleiche mit Spitzensportler*innen, die eine SARS-CoV-2-Infektion überstanden hatten, ähnliche Immunveränderungen wie bei Long COVID- und ME/CFS-Patient*innen, insbesondere im Bereich der T-Helferzellen und natürlichen Killerzellen (NK-Zellen). Auch diese Befunde legen nahe, dass persistierende Symptome eher eine dysregulierte Immunerholung als einen Verlust der körperlichen Fitness widerspiegeln, was weitere Belege dafür liefert, dass eine veränderte Immunregulation bei verschiedenen postinfektiösen Erkrankungen zur Entstehung von PEM beitragen könnte.