Coronavirus-Ausbreitung: Nase bestimmt COVID-19-Krankheitsverläufe

SARS-CoV-2 verbreitet sich besonders schnell in der Nasse

Die Nasenhöhle scheint eine wesentlich wichtigere Rolle bei dem Krankheitsverlauf von COVID-19 zu spielen, als bislang gedacht. Ein amerikanisches Forschungsteam untersuchte, wie sich das Coronavirus SARS-CoV-2 im Körper ausbreitet und stellte fest, dass es sich am schnellsten in der Nasenhöhle repliziert. Dort entscheidet sich auch, ob es die Lunge befällt und die Krankheit so massiv verschlimmert.

Forschende der Universität von North Carolina kartierten im Rahmen einer aktuellen Studie die Ausbreitungswege von SARS-CoV-2 innerhalb der Atemwege. Dabei stellte das Team erstaunt fest, dass das Virus im hohen Maße die Nasenhöhle befällt und sich dort besonders schnell ausbreitet. In den unteren Atemwegen scheint sich das neuartige Coronavirus weniger gut zu vermehren. Diese bahnbrechende Erkenntnis könnte einen großen Einfluss auf frühe Interventionsmöglichkeiten haben, um zu verhindern, dass das Virus die Lunge befällt. Die Studie wurde kürzlich in dem renommierten Fachjournal „Cell“ präsentiert.

Der Nase wurde zunächst eine untergeordnete Rolle zugesprochen

Als das Coronavirus SARS-CoV-2 erstmals Ende des Jahres 2019 auftrat, ging die Wissenschaft davon aus, dass das Virus vorwiegend den Rachen und die Lunge befällt. Der Nase wurde zunächst keine bedeutende Rolle zugesprochen. Die aktuelle Studie offenbart jedoch, dass die Nasenhöhle eine Hauptrolle bei der Ausbreitung der Viren innerhalb des Körpers spielt. Hier kann sich SARS-CoV-2 besonders schnell vermehren und hier entscheidet sich auch, ob es die unteren Atemwege befällt und die Krankheit massiv verschlimmert. Dies könnte einer der Gründe sein, warum der Krankheitsverlauf von Person zu Person so unterschiedlich ablaufen kann.

Können Nasenspülungen und Sprays schwere Infektionen verhindern?

„Dies ist eine bahnbrechende Studie, die neue und unerwartete Einsichten in die Mechanismen offenbart, die das Fortschreiten und die Schwere der Krankheit nach einer SARS-CoV-2-Infektion regulieren“, erläutert Professor Ralph Baric, einer der Studienautoren. „Wenn die Nase die dominante Ausgangsstelle ist, von der aus Lungeninfektionen ausgesät werden, dann könnten der weit verbreitete Einsatz von Masken zum Schutz der Nasenwege sowie alle therapeutischen Strategien, die das Virus in der Nase reduzieren, wie Nasenspülung oder antivirale Nasensprays, von Vorteil sein“, ergänzt Medizinprofessor Richard Boucher, ein weiterer Autor der Studie.

SARS-CoV-2 kann sich in bestimmten Zellen schneller vermehren

Das Forschungsteam versuchte in der Studie eine Reihe von Dingen über das Virus besser zu verstehen, unter anderem, welche Zellen in den Atemwegen es infiziert und wie es bei den Betroffenen eine Lungenentzündung hervorruft, beziehungsweise wie das Virus in die Lungen gelangt. Dazu verwendete das Team verschiedene Isolate von SARS-CoV-2, um herauszufinden, wie effizient die Viren kultivierte Zellen aus verschiedenen Teilen der menschlichen Atemwege infizieren können.

Die Forschenden fanden auffällige Muster einer hohen Infektiosität von SARS-CoV-2 in den Zellen, die die Nasenwege auskleiden. In den Zellen des Rachens, der Bronchien und der Lunge konnte sich das Virus dagegen verhältnismäßig langsamer replizieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Virus dazu neigt, sich zuerst in der Nasenhöhle fest einzunisten. Aber in einigen Fällen wird das Virus in die Lungen aspiriert, wo es schwerwiegendere Erkrankungen, einschließlich einer potenziell tödlichen Lungenentzündung, verursachen kann.

Wieso kann sich SARS-CoV-2 in der Nase schnell ausbreiten?

Das Virus benötigt einen bestimmten Rezeptor, um in die Zellen einzudringen. Dieser sogenannte ACE2-Rezepror, ein Protein, dass sich auf der Oberfläche bestimmter Zellen befindet, ist besonders häufig in den Zellen vorhanden, die die Nasenhöhle auskleiden. In den unteren Atemwegen kommen ACE2-Rezeptoren zwar auch vor, jedoch selten, wie die Forschungsarbeit dokumentiert.

SARS-CoV-2 befällt nur zwei Zelltypen in den Atemwegen

Die Forschenden fanden zudem heraus, dass SARS-CoV-2 nur Zellen befällt, die die Atemwege auskleidenden, also sogenannte Epithelzellen. Darüber hinaus kann das Coronavirus in Pneumozyten eindringen. Das sind spezialisierte Zellen, die in der Lunge die Lungenbläschen (Alveolen) auskleiden und so bei der Übertragung von eingeatmetem Sauerstoff in den Blutkreislauf helfen. Abgesehen von diesen Zelltypen scheint SARS-CoV-2 keine anderen Zellen in den Atemwegen zu befallen.

Leuchtende Coronaviren

Während der Studie entwickelten die Forschenden auch eine Möglichkeit, eine fluoreszierende Version von SARS-CoV-2 zu entwickeln, wodurch es einfacher im Körper verfolgt werden kann. Dies könnte auch für zukünftige Studien nützlich sein. „Diese Ergebnisse, bei denen eine neuartige und innovative Methodik zum Einsatz kommt, eröffnen neue Richtungen für künftige Studien über SARS-CoV-2, die die therapeutische Entwicklung und Praktiken zur Verringerung der Übertragung und des Schweregrades von COVID-19 leiten könnten“, resümiert James Kiley aus dem Studienteam. (vb)