Wie COVID-19 zu neuronalen Schäden führt
Obwohl SARS-CoV-2 keine Nervenzellen befällt, kann eine COVID-19-Erkrankung Schäden am Nervensystem verursachen. Forschende der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel haben Mechanismen hinter «Neuro-COVID» aufgeklärt und Ansatzpunkte identifiziert, wie sich diese Folgeschädigung verhindern liesse.
Universität Basel16.11.20222"
Nicht wenige haben mit der Coronavirus-Infektion Geruchs- und Geschmacksinn verloren. Bei anderen hat die Erkrankung dem Nervensystem noch heftiger zugesetzt, von anhaltender Konzentrationsschwäche bis hin zu Schlaganfällen. Forscher um Prof. Dr. Gregor Hutter vom Departement Biomedizin der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel berichten nun über neue Erkenntnisse zur Entstehung von «Neuro-COVID».
Untersuchung von Liquor und Blutplasma
Im Rahmen einer Studie untersuchte das Team, woran sich verschiedene Schweregrade von Neuro-COVID in Liquor und Blutplasma Betroffener erkennen und vorhersagen lassen. Ihre Befunde geben zudem Hinweise, wie neuronale Schäden durch COVID-19 verhindert werden könnten.
An der Studie nahmen 40 COVID-19-Patienten mit unterschiedlich starken neurologischen Symptomen teil. Das Forschungsteam untersuchte deren Nervenwasser und Blutplasma im Vergleich zu Proben einer Kontrollgruppe, um für Neuro-COVID typische Veränderungen zu identifizieren. Zudem vermassen die Forscher die Hirnstrukturen der Versuchspersonen und befragten sie 13 Monate nach ihrer Krankheit, um bleibende Symptome zu ermitteln.
Schädigung der Blut-Hirn-Schranke, Autoantikörper
Vor allem bei der Gruppe mit den schwersten neurologischen Symptomen fanden die Forscher einen Zusammenhang mit einer überschiessenden Immunreaktion.
- Zum einen gab es Hinweise, dass die Blut-Hirn-Schranke der Betroffenen beeinträchtigt war. Wahrscheinlich sei der sogenannte Zytokinsturm der Auslöser, also die massive Ausschüttung von Entzündungsfaktoren in Reaktion auf das Virus, vermuten die Studienautoren.
- Zum anderen fanden die Forscher als Folge der überschiessenden Immunantwort Antikörper, die sich gegen körpereigene Ziele richteten – also Zeichen einer Autoimmunreaktion.
- «Wir vermuten, dass diese Autoantikörper durch die löchrige Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn gelangen und dort Schäden verursachen», erklärt Hutter.
- Auch die spezifisch für das Gehirn zuständigen Immunzellen, die Mikroglia, wurden übermässig aktiviert.
In einem weiteren Schritt untersuchten Hutter und sein Team, ob sich der Schweregrad neuronaler Symptome auch an Hirnstrukturen bemerkbar macht.
- Tatsächlich fanden sie, dass Betroffene mit schweren Neuro-COVID-Symptomen an spezifischen Stellen des Gehirns ein im Vergleich zu gesunden Probanden geringeres Volumen aufwiesen. Besonders betroffen war dabei das olfaktorische Zentrum, also das Riechhirnareal.
Signatur − Bluttest als langfristiges Ziel
«Wir konnten die Signatur bestimmter Moleküle in Blut und Nervenwasser mit einer überbordenden Immunreaktion im Gehirn, vermindertem Hirnvolumen in verschiedenen Arealen sowie mit neurologischen Symptomen in Verbindung bringen», so Hutter. Diese Biomarker gelte es nun mit einer grösseren Teilnehmerzahl zu prüfen. Ziel wäre ein Bluttest, der bereits zu Anfang einer Infektion schwere Verläufe inklusive Neuro-COVID und Long-COVID vorhersagen kann.
Angriffspunkte für Medikamente gegen Folgeschäden
Dieselben Biomarker liefern Hinweise, auf welche Angriffspunkte sich Medikamente richten könnten, um Folgeschäden einer COVID-19-Erkrankung zu verhindern. Einer der identifizierten Biomarker im Blut, der Faktor MCP-3, spielt eine zentrale Rolle in der überschiessenden Immunantwort. Hier sieht Hutter Potenzial, diesen Faktor medikamentös zu hemmen.
Überschiessende Immunantwort bremsen
«Mit unserer Studie zeigen wir, wie das Coronavirus das Gehirn beeinträchtigen kann», fasst Hutter zusammen. «Das Virus löst eine so starke Entzündungsreaktion im Körper aus, dass diese auf das zentrale Nervensystem überschwappt. Das kann die zelluläre Integrität des Gehirns stören.» Oberstes Ziel müsse daher sein, die überschiessende Immunantwort früh zu erkennen und zu bremsen.PS
