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Internationales Team identifiziert durch COVID entstandene Neurotoxine

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Veröffentlicht am Montag, den 13. Juni 2022

Neue Ergebnisse eines internationalen Forscherteams, bestehend aus den Universitäten La Trobe und Swinburne in Melbourne, der ETH Zürich und der Universität Luxemburg, die am 13. Juni 2022 in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, bieten eine Erklärung für das Schrumpfung des Gehirns, die in MRT-Scans selbst bei leichten Fällen von COVID-19 nachgewiesen wurde. Das Team identifizierte einige Neurotoxine eines hartnäckigen und unangenehmen Typs, die vom Genom des Coronavirus kodiert werden.

Während in der westlichen Welt die Beschränkungen im Zusammenhang mit dem Coronavirus allmählich gelockert werden, regelmäßige Tests in den meisten Schulsystemen auslaufen und Masken auf den Straßen seltener werden, wird deutlich, dass viele Menschen durch eine Coronavirus-Infektion langfristige Schäden erlitten haben. Die Beratung und Behandlung von Menschen, die glauben, dass sie an Long COVID-19 erkrankt sein könnten, ist noch nicht sehr solide; der britische NHS beispielsweise sagt nicht viel, außer dass Long COVID komplex zu sein scheint.

Die Symptome, die anhalten oder im Laufe der Zeit auftreten können, unterscheiden sich von Person zu Person, und es scheint, dass es durchaus mehrere „postvirale Syndrome“ im Zusammenhang mit COVID-19 geben könnte. Postvirale Erkrankungen sind nichts Neues, aber sie sind oft sehr subtil und schwer zu diagnostizieren oder zu behandeln. Polio ist berüchtigt dafür, dass es bei den Betroffenen zu dauerhaften Lähmungen führt; die vielen „Erschöpfungssyndrome“, von denen einige sicherlich einen viralen Ursprung haben, sind jedoch oft subtiler: Die Patienten werden müde oder haben Schwierigkeiten, sich zu konzentrieren, und die Ärzte vermuten oft, dass sie ein psychologisches Problem haben und verschreiben Antidepressiva oder gar nichts. Long COVID ist zwar nicht so offensichtlich wie die Post-Polio-Lähmung, aber er ist inzwischen so häufig und ernsthaft, dass seine Erforschung Vorrang genießt.

Es gibt eindrückliche Beweise aus MRT-Scans für eine tatsächliche Schrumpfung des Gehirns, selbst bei leichten Fällen von COVID-19, die von Forschenden der Universität Oxford in Nature veröffentlicht wurden. Neue Ergebnisse eines internationalen Teams aus Melbourne, Zürich und Luxemburg, die soeben in Nature Communications veröffentlicht wurden, bieten eine Erklärung für dieses sehr beängstigende Ergebnis, indem sie einige Neurotoxine eines hartnäckigen und unangenehmen Typs identifizieren, die vom Genom des Coronavirus kodiert werden. Das SARS-CoV2-Genom ist winzig, so klein, dass es mit der Hand auf eine Seite geschrieben werden kann, aber es ist auch das längste Genom aller RNA-basierten Viren und enthält Anweisungen, die die Wirtszelle dazu bringen, 16 oder 17 verschiedene Moleküle herzustellen. Einige der kodierten Moleküle sind „Helfer“, die das Immunsystem angreifen oder bei der Bildung weiterer Viruspartikel helfen, anstatt strukturell in die nächste Generation des Virus eingebaut zu werden. Das internationale Forscherteam hat herausgefunden, dass zwei winzige Fragmente zweier kleinerer „Helfer“-Moleküle (von den Genen ORF6 und ORF10) giftig für Nervenzellen sind.

Die ORF6- und ORF10-Moleküle sind nicht in den Viruspartikeln vorhanden, so dass sie keine primären Ziele für das Immunsystem des Wirts darstellen. Aus diesem Grund sind keine ORF6- oder ORF10-Peptide in aktuellen Impfstoffen enthalten. Impfstoffe konzentrieren sich in der Regel auf das Spike-Protein S, das die Außenseite der Viruspartikel schmückt und daher ein gutes Ziel für die Immunerkennung ist. Da sie keine Angriffspunkte für das Immunsystem sind, stehen ORF6 und ORF10 nicht unter großem Mutationsdruck: Während das Spike-Protein von Stamm zu Stamm viele komplexe Veränderungen erfahren hat, sind ORF6 und ORF10 bisher hartnäckig gleich geblieben.

Aktive Fragmente der ORF6- und ORF10-Virusprodukte wurden im Labor synthetisiert und erwiesen sich als neurotoxisch, und zwar in gleicher Art und Weise wie in einem Prozess, durch den einige unserer eigenen Proteine uns angreifen können, die so genannte „Amyloidbildung“. Grundlegende Elemente unserer eigenen Biologie, wie das Prionprotein (das mit dem Ausbruch von Rinderwahnsinn und vCJK in den neunziger Jahren in Verbindung gebracht wird) oder das Amyloid-Beta-Peptid (das mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht wird), können giftig werden, wenn sie in großer Zahl verklumpen und das so genannte Amyloid bilden. ORF6 und ORF10 haben eine ähnliche Tendenz wie diese im Menschen vorkommenden Moleküle - zu verklumpen und neurotoxisches Amyloid zu bilden. Die MRT-Scans der Gehirne von COVID-19 Patienten zeigten insbesondere in den geruchsverarbeitenden Regionen des Gehirns eine Schrumpfung, was darauf schließen lässt, dass das Coronavirus oder vielleicht auch nur die von der Infektion stammenden Moleküle von der Nase ins Gehirn gelangt sind.

Direkte Neurotoxizität durch Coronavirus-Amyloid ist möglicherweise nicht die abschließende Erklärung für Long COVID, oder auch nur ein maßgebender Teil davon: Die Natur ist kompliziert. Einige Menschen mit Long COVID scheinen Probleme mit der Myelinisierung der Nerven zu haben, was einer (hoffentlich kurzlebigen) Form der Multiplen Sklerose nahekommt. Manche Menschen, vor allem diejenigen, die einen schweren Fall hatten, leiden unter sichtbaren Schäden an ihrem Kreislauf oder ihrer Lunge.

Obwohl es sich bei Amyloid um ein sehr stabiles und widerstandsfähiges Material handelt, kann sich das gesunde Gehirn offenbar selbst davor schützen, da wir alle im Laufe unseres Lebens mit einer geringen Menge davon in Berührung kommen bzw. sie erzeugen. Veränderungen, die auf einem Scan schwerwiegend aussehen, werden vom Patienten möglicherweise gar nicht bemerkt: Unser Gehirn hat eine bemerkenswerte Fähigkeit, mit Schäden zu überbrücken und uns durch schwere Zeiten zu bringen. Der Albtraum der Alzheimer-Krankheit besteht darin, dass amyloidbildende Moleküle kontinuierlich vom Patienten selbst produziert werden und die körpereigenen Schutzmechanismen in einer Abwärtsspirale überwältigt werden; COVID-19-bedingtes Amyloid wird jedoch nur so lange produziert, wie die infizierten Zellen überleben.

„Die Identifizierung eines Amyloid-Neurotoxins aus dem Coronavirus ist in gewisser Weise eine gute Nachricht, wenn man ein optimistischer Mensch ist“, bemerkte Dr. Josh Berryman, Mitautor der Studie und Forscher im Fachbereich für Physik und Materialwissenschaften der Fakultät für Naturwissenschaften, Technologie und Medizin der Universität Luxemburg. „Ihre Kopfschmerzen, die Art und Weise, wie Ihre Tage in letzter Zeit einfach zu viel zu sein scheinen, nun, das könnte einfach eine Dosis Amyloid sein, die Ihr System mit der Zeit abbauen kann.“

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Fotozeile: Detail der mit COVID-19 assoziierten Neurotoxine

© Universität Luxemburg