Nervensystem

Covid-19 attackiert auch Gehirnzellen

Robert Klatt

SARS-CoV-2 wurde im Gehirn verstorbener Covid-19-Patienten nachgewiesen. Die Ausbreitung des Virus erfolgt entweder über die Blutgefäße oder direkt über die Nasenschleimhaut.

New Haven (U.S.A.). Einige Studien haben bereits belegt, dass Covid-19 nicht nur auf die Lunge begrenzt ist, sondern auch die Blutgefäße und zahlreiche Organe des Menschen angreift. US-Mediziner haben außerdem SARS-CoV-2 in den Gehirnzellen von drei Menschen gefunden, die an Covid-19 verstorben sind. Ein Team der Yale School of Medicine hat laut einer Publikation im Fachmagazin BioRXiv deshalb untersucht, ob Covid-19 auch Gehirnzellen angreift.

Erste Experimente führten die Wissenschaftler mithilfe von Organoiden durch. Es handelt sich dabei um dreidimensionale Zellkulturen aus pluripotenten Stammzellen, die Gehirnzellen des Menschen nachbilden. Dabei zeigte sich, dass Covid-19 Nervenzellen infizieren kann. Das Virus attackiert dabei vor allem kortikale Neuronen, die überraschenderweise durch eine Infektion nicht absterben. Bei Zellen in der Umgebung der infizierten Neuronen kommt es hingegen zum Zelltod, was laut Studienleiter Akiko Iwasaki wahrscheinlich durch einen erhöhten Sauerstoffverbrauch der infizierten Zellen ausgelöst wird.

Hirnzellen bilden ACE2-Rezeptoren

Während der Experimente konnten die Forscher überdies belegen, dass die Hirnzellen ACE2-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche bilden. Es handelt sich dabei um die Andockstellen von SARS-CoV-2, die eine Voraussetzung für eine Infektion ist. Antikörper gegen ACE2 in Kombination mit Liquorflüssigkeit eines Covid-19-Patienten konnte die Infektion der Organoide verhindern.

Gehirne von Mäusen mit Covid-19 infiziert

Anschließend wurde ein weiteres Experiment durchgeführt, bei dem die Wissenschaftler die Gehirne von Mäusen erfolgreich mit SARS-CoV-2 infizieren konnten. Bei Mäusen, die nur im Gehirn ACE2-Rezeptoren bilden, kam es zu schweren Krankheitsverläufen mit Gewichtsverlust und Todesfolge. Tiere, bei denen die ACE2-Rezeptoren ausschließlich in der Lunge auftreten, zeigten deutlich mildere Krankheitsverläufe mit geringem Gewichtsverlust.

Menschliche Gehirne untersucht

Im letzten Schritt untersuchten die Wissenschaftler Proben die Gehirne von drei an Covid-19 verstorbenen Menschen. Ein Antikörper gegen das Spikeprotein ermöglichte den immunhistochemischen Nachweis von SARS-CoV-2 in den Gehirnen. Die Infektion beschränkte sich ausschließlich auf den Cortex, während die Basalganglien nicht angegriffen wurden.

Die Studienautoren konstatieren deshalb, dass „die Ergebnisse für eine mögliche Infektion des Gehirns durch SARS-CoV-2 sprechen.“ Als möglichen Infektionsweg nennen die Wissenschaftler eine systemische Ausbreitung über den Blutkreislauf. Möglich wäre aber auch eine direkte Infektion über die Nasenschleimhaut, die über die Riechnerven eng mit dem Gehirn verbunden ist.

BioRXiv, doi: 10.1101/2020.06.25.169946

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