Corona-Forschung: Ist COVID-19 eine ganz andere Krankheit als bisher angenommen?

Was für eine Erkrankung ist COVID-19 wirklich?

Bei COVID-19 scheint es sich um eine Gefäßerkrankung zu handeln, und nicht etwa um eine Art Atemwegserkrankung, welche durch ein Erkältungsvirus hervorgerufen wird. Die neuen Erkenntnisse helfen, die Vielzahl der scheinbar unzusammenhängenden Komplikationen von COVID-19 zu erklären und könnten eventuell die Entwicklung neuer Therapien ermöglichen.

Die charakteristischen Spike-Proteine von SARS-CoV-2 helfen dem Virus nicht nur mögliche Wirte zu infizieren, sie spielen auch eine Schlüsselrolle bei der Krankheit selbst. Die Fachleute der University of California San Diego und des Salk Institute for Biological Studies stellten fest, dass COVID-19 in Wirklichkeit eine Gefäßerkrankung ist und demonstrierten, wie das SARS-CoV-2-Virus das Gefäßsystem auf zellulärer Ebene schädigt und angreift. Die zugehörige Studie veröffentlichte die Forschungsgruppe in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Circulation Research“.

Ist COVID-19 eine Atemwegserkrankung?

„Viele Leute denken, dass COVID-19 eine Atemwegserkrankung ist, aber COVID-19 ist in Wirklichkeit eine Gefäßerkrankung. Dies könnte erklären, warum manche Menschen Schlaganfälle haben und warum manche Menschen Probleme in anderen Teilen des Körpers haben. Die Gemeinsamkeit zwischen ihnen ist, dass sie alle vaskuläre Grundlagen haben“, berichtet Studienautor Professor Uri Manor vom Salk Institute for Biological Studies.

Während die Ergebnisse selbst nicht völlig überraschend sind, liefert die Arbeit eine klare Bestätigung und eine detaillierte Erklärung des Mechanismus, durch den das Spike-Protein zum ersten Mal Gefäßzellen schädigt, erläutert das Team weiter.

Schädigt Spike-Protein vaskuläre Endothelzellen?

Es besteht ein wachsender Konsens darüber, dass SARS-CoV-2 das Gefäßsystem angreift, aber wie genau das geschieht, war bisher noch unbekannt. Forschende, welche sich mit anderen Coronaviren befassten, vermuteten schon länger, dass das Spike-Protein zur Schädigung vaskulärer Endothelzellen beiträgt. Die aktuelle Untersuchung dokumentierte jetzt erstmals diesen Prozess.

Spike-Protein alleine kann Krankheit auslösen

Die Fachleute erzeugten bei ihrer Untersuchung eine Art Pseudovirus, welches von der klassischen Krone der Spike-Proteine von SARS-CoV-2 umgeben war, aber kein tatsächliches Virus enthielt. Die Exposition gegenüber diesem Pseudovirus führte in einem Tiermodell zu Schäden in der Lunge und den Arterien. Dies beweist, dass das Spike-Protein allein ausreicht, um die Krankheit auszulösen. Die Gewebeproben zeigten Entzündungen in den Endothelzellen, die die Wände der Lungenarterien auskleiden, so die Fachleute.

Schäden an Mitochondrien alleine durch Spike-Protein

Das Team replizierte dann diesen Prozess im Labor und setzte gesunde Endothelzellen (die Arterien auskleiden) dem Spike-Protein aus. Dabei zeigte sich, dass das Spike-Protein die Zellen durch Bindung von ACE2 schädigt. Diese Bindung störte die molekulare Signalübertragung von ACE2 an die Mitochondrien (Organellen, die Energie für die Zellen erzeugen), wodurch die Mitochondrien beschädigt und fragmentiert wurden, erläutert das Team.

Frühere Studien haben bereits einen ähnlichen Effekt gezeigt, wenn Zellen dem SARS-CoV-2-Virus ausgesetzt waren, aber dies ist die erste Studie, die zeigt, dass der Schaden auftritt, wenn die Zellen dem Spike-Protein allein ausgesetzt sind, erklären die Fachleute.

„Wenn man die Replikationsfähigkeiten des Virus entfernt, hat es immer noch eine große schädigende Wirkung auf die Gefäßzellen, einfach aufgrund seiner Fähigkeit, sich an diesen ACE2-Rezeptor, den S-Protein-Rezeptor, zu binden, der jetzt dank COVID bekannt ist. Weitere Studien mit mutierten Spike-Proteinen werden auch neue Erkenntnisse über die Infektiosität und Schwere der mutierten SARS CoV-2-Viren liefern”, fügt Professor Uri Manor in einer Pressemitteilung des Salk Institute for Biological Studies hinzu.

Als nächstes plant das Team den Mechanismus genauer zu untersuchen, durch den das gestörte ACE2-Protein die Mitochondrien schädigt und diese zu Veränderungen ihrer Form bringt.(as)