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Medizin

Studie: SARS-CoV-2 kann auch Gehirnzellen angreifen

Freitag, 11. September 2020

/dTosh, stock.adobe.com

New Haven/Connecticut – US-Mediziner haben SARS-CoV-2 in den Gehirnen von 3 Patienten gefunden, die an COVID-19 gestorben sind. Ihre Experimente in BioRXiv (2020; DOI: 10.1101/2020.06.25.169946) zeigen, dass das Virus Hirnorganoide angreifen und bei Mäusen eine tödliche Enzephalopathie auslösen kann.

Es ist bekannt, dass eine Infektion mit SARS-CoV-2 häufig nicht auf die Lungen begrenzt bleibt. Die Viren wurden auch in den Blutgefäßen und in zahlreichen Organen nachge­wiesen. Die Experimente, die ein Team um Akiko Iwasaki von der Yale School of Medicine in New Haven/Connecticut durchgeführt hat, sprechen dafür, dass auch Nervenzellen im Gehirn zu den Angriffszielen gehören.

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Die ersten Hinweise fand die Forscherin in Organoiden. Das sind dreidimensionale Zell­kulturen, die aus pluripotenten Stammzellen hergestellt werden, um bestimmte Hirnzellen im Labor untersuchen zu können.

Die Viren waren in der Lage, die Nerven­zellen zu infizieren, wobei kortikale Neurone bevorzugt wurden. Merkwürdigerweise führte die Infektion nicht zum Absterben der Neuronen. In der Umgebung kam es dagegen zum Zelltod. Iwasaki vermutet, dass der vermehrte Sauerstoffverbrauch in den infizierten Zellen zu einer Unterversorgung der Nachbarzellen geführt hat.

Die Forscher konnten nachweisen, dass die Hirnzellen den Rezeptor ACE2 auf ihrer Oberfläche ausbilden, was eine Voraussetzung für eine Infektion ist. In der Elektro­mikroskopie konnten die Forscher beobachten, wie vom endoplasmatischen Retikulum Viruspartikel aussprossen. Die Infektion der Organoide ließ sich mit Antikörpern gegen ACE2 und durch die Liquorflüssigkeit von einem Patienten mit COVID-19 verhindern.

In einem weiteren Experiment wurden Mäuse mit SARS-CoV-2 infiziert. Auch hier gelang es, das Gehirn der Tiere zu infizieren. Bei Tieren, die den Rezeptor nur im Gehirn bildeten, kam es zu einer schweren Erkrankung mit Gewichtsverlust und dem Tod der Tiere. Wenn die Rezeptoren nur in den Lungen vorhanden waren, erkrankten die Tiere nur leicht ohne Gewichtsverlust.

Schließlich konnten die Forscher Gewebeproben aus den Gehirnen von 3 Menschen untersuchen, die an COVID-19 gestorben waren. Mit einem Antikörper gegen das Spike­protein ließen sich die Viren in den Gehirnen immunhistochemisch nachweisen. Sie waren auf den Cortex begrenzt. Die Basalganglien waren nicht befallen.

Bei einem Patienten, der nach dem Ende der Beatmung und der Sedation das Bewusst­sein nicht wieder erlangte und vermutlich an einer Enzephalopathie starb, konnten die Viren am Rand der zahlreichen Infarkte nachgewiesen werden. Der Patient hatte Anti­körper im Liquor, doch im Gegensatz zu Infektionen mit anderen neurotropen Viren wie Zika, Rabies oder Herpes wurden im Gehirn keine Hinweise auf eine Entzündung gefunden.

Die Ergebnisse sprechen für eine mögliche Infektion des Gehirns durch SARS-CoV-2, wobei unklar ist, wie die Viren dorthin gelangen. Eine Möglichkeit ist eine systemische Ausbreitung über die Blutgefäße. Iwasaki könnte sich jedoch auch vorstellen, dass die Viren den direkten Weg von der Nasenschleimhaut über die Riechnerven ins Gehirn genommen haben. © rme/aerzteblatt.de

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