SARS-CoV-2: Frühe Immunantwort in der Nase könnte späteren Verlauf vorhersagen

Boston – Der Verlauf, den eine Infektion mit SARS-CoV-2 nimmt, entscheidet sich möglicherweise bereits am Eintrittsort der Viren im Nasenrachenraum. Eine Genomanalyse einzelner Zellen in Cell (2021: DOI: 10.1016/j.cell.2021.07.023) zeigt, dass die Interferonreaktion in den Epithelzellen bei schweren Erkran­kun­gen abgeschwächt ist und vermehrt Makrophagen auftreten, die den gefürchteten Zytokinsturm aus­lösen können.

Noch immer ist unklar, warum eine Infektion mit SARS-CoV-2 bei jüngeren Menschen meist unbemerkt verläuft, während es bei älteren Menschen mit Vorerkrankungen zur tödlichen COVID-19 kommen kann.

Frühere Untersuchungen hatten bereits gezeigt, dass häufig eine Störung der angeborenen Immunab­wehr vorliegt. Sie ist gekennzeichnet durch eine verminderte Bildung von Typ-I- und Typ-III-Interferonen und der vermehrten Aktivität von Makrophagen und anderen Zellen der angeborenen Immunabwehr.

Typ-I- und Typ-III-Interferone organisieren innerhalb der infizierten oder von einer Infektion bedrohten Epithelzellen eine Virusabwehr, die durch Aktivierung von „Interferon-stimulierten Genen“ gekennzeich­net ist. Die Überaktivität der Makrophagen und verwandter Zellen führt zur vermehrten Freisetzung von Zytokinen, die Organschäden verursachen können.

Bisher wurden diese Reaktionen in Blutproben der Patienten untersucht. Ein Team um Jose Ordovas-Mon­tanes vom Boston Children's Hospital hat erstmals bei 58 Personen die Vorgänge in den Zellen der Nasenschleimhaut untersucht.

Darunter waren 35 Patienten in verschiedenen Stadien von COVID-19. Die Forscher sequenzierten die RNA in einzelnen Zellen. Da die RNA vor allem als Boten-RNA vorhanden ist, kann aus dem Ergebnis der Sequenzierung auf die Art der Zelle und ihren Stoffwechsel geschlossen werden.

Die Forscher fanden heraus, dass es vor schweren Verläufen zu deutlich größeren Schäden in der Schleim­haut kommt, die mit einem Rückgang der Zilien-tragenden Zellen verbunden ist (Dazu gehören auch die Zellen des Riechepithels, was die Geruchsstörungen vieler Patienten erklärt).

Die Zerstörungen werden offenbar begünstigt durch eine verminderte Aktivierung der „Interferon-stimu­lierten Gene“ in der Nasenschleimhaut. Ohne diese Abwehrreaktion können sich die Viren ungehemmt vermehren, was dann offenbar die Makrophagen und andere Abwehrzellen der angeborenen Immunab­wehr auf den Plan ruft. Dies erklärt dann die vermehrte Bildung von Zytokinen und den Zytokinsturm.

Die Schwächen der angeborenen Immunabwehr betreffen sicherlich nicht nur die Nasenschleimhaut. Im Prinzip könnte jedoch durch eine RNA-Analyse in den Nasenabstrichen vorhergesagt werden, ob der Patient von einem schweren Verlauf bedroht ist. Solche Untersuchungen wären jedoch aufwändig und deshalb für den klinischen Einsatz nicht geeignet.

Die Erkenntnisse zur Bedeutung der angeborenen Immunabwehr könnten auch zu neuen Therapiean­sätzen führen, die teilweise bereits erprobt wurden. Die Behandlung mit Interferonen hat in Studien bis­her keine günstigen Ergebnisse erzielt. Die Hemmung des Zytokinsturms mit Interleukin 6-Antagonisten wie Tocilizumab und Sarilumab wird inzwischen empfohlen.

rme