SARS-CoV-2 nutzt Verteidigungs­mechanismus des Immunsystems zur Vermehrung

Berlin – SARS-CoV-2 nutzt einen über Interferon-Gamma (IFN-Gamma) vermittelten körpereigenen Immunmechanismus, um verstärkt Schleimhautzellen des Körpers zu befallen und sich dort zu vermeh­ren.

Das berichten Wissenschaftler der Charité Universitätsmedizin Berlin und vom Berliner Institut für Medizinische Systembiologie (BIMSB) in der Fachzeitschrift EMBO Molecular Medicine (DOI: 10.15252/emmm.202013191). Das BIMSB gehört zum Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC).

Bei der Immunabwehr gegen Eindringlinge spielen T-Lymphozyten bekanntlich eine große Rolle: Stoßen Sie im Organismus auf Viren, zerstören sie die befallenen Zellen. Außerdem schütten sie den Botenstoff IFN-Gamma aus. IFN-Gamma bekämpft Infektionskeime und ruft weitere Immunzellen auf den Plan.

SARS-CoV-2-infizierte Patienten zeigen teilweise gastrointestinale Beschwerden. Um die Immunkaskade in den Darmzellen zu beobachten, haben die Wissenschaftler um den Erstautor Julian Heuberger soge­nannte Organoide des menschlichen Dickdarms kultiviert.

Ein Organoid ist eine Art Miniorgan in der Petrischale, kaum so groß wie ein Stecknadelkopf. Die Dick­darmorganoide basieren auf Zellen, die aus Darmbiopsien stammen. Sie wachsen in 3-dimensional ange­ordneten Einheiten und bilden die Physiologie der Schleimhautzellen des menschlichen Darmtraktes ab.

Die Wissenschaftler haben die gezüchteten Darmzellen zunächst mit IFN-Gamma behandelt, um die Immunreaktion des Körpers zu simulieren. Dann haben sie die Organoide mit SARS-CoV-2 infiziert. Mithilfe eines speziellen Mikroskops und von Genexpressionsanalysen konnten sie in den Organoiden eine vermehrte Expression von sogenannten ACE2-Rezeptoren messen. Daneben wies eine quantitative Polymerasekettenreaktion eine gesteigerte Virusproduktion nach.

„Das heißt: Mehr IFN-Gamma bedeutet mehr ACE2. Mehr ACE2 bedeutet, dass mehr Viren in die Zellen eindringen können. Je mehr Viren in die Zellen gelangen, umso mehr Viren werden gebildet. So ebnen die Immunantwort und die Reaktion der Oberflächenzellen auf die Infektion SARS-CoV-2 den Weg“, erläu­tern die Forscher.

Heuberger ist Wissenschaftler an der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Hepatologie und Gastro­ente­rologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Er ist Erstautor der Studie und Mitglied einer Emmy-Noether-Arbeitsgruppe von Michael Sigal an der Charité und dem BIMSB.

hil