Wie Auswirkungen auf das Gehirn eine lange COVID hervorrufen können

Zusammenfassung: Eine durch das Immunsystem vermittelte Verletzung und nicht das Eindringen und Abtöten von Gehirnzellen durch das Virus könnte erklären, warum Menschen langfristige Folgen im Zusammenhang mit einer COVID-19-Infektion haben.

Quelle: Jale

COVID-19 mag in erster Linie eine Atemwegserkrankung sein, aber seine Reichweite reicht weit über die Lunge hinaus. Seit Beginn der Pandemie ist Neurologen klar geworden, dass die allgegenwärtige Krankheit sogar unser wertvollstes Organ – das Gehirn – beeinträchtigen kann.

Die neurologischen und psychiatrischen Komplikationen von COVID-19 sind unglaublich vielfältig und bestehen manchmal noch lange, nachdem sich die Patienten von ihren ersten Infektionen erholt haben. Die Untersuchung der Mechanismen hinter der Entstehung dieser Komplikationen ist dringend erforderlich, um denjenigen zu helfen, die mit anhaltenden Symptomen zu kämpfen haben, schreibt Serena Spudich, MD, Gilbert H. Glaser Professor of Neurology, in ihrem Artikel „Perspektive“, der in veröffentlicht wurde Wissenschaft am 20. Januar.

„Viele Patienten wollen unbedingt wieder in ihr normales Leben zurückkehren, und es ist sehr frustrierend für sie, dass wir keine gezielten Therapien für ihre Erkrankungen haben“, sagt Spudich. „Solange wir die Pathophysiologie nicht verstehen, können wir ihre Behandlung nicht angemessen steuern.“

In den letzten zwei Jahrzehnten untersuchte Spudich die Auswirkungen von HIV auf das Gehirn, fasziniert davon, wie das winzige Virus bei infizierten Personen lang anhaltende Folgen haben kann. Dann brachte das Jahr 2020 den Ansturm eines neuen Virus, kurz darauf folgte eine wachsende Zahl klinischer Berichte über infizierte Patienten, die auch Gehirnprobleme entwickelten.

In Zusammenarbeit mit Kollegen in Yale hat sie sich seitdem stark darauf konzentriert, mehr über die neurologischen Auswirkungen von SARS-CoV-2 zu erfahren.

Ein Aspekt des Virus, der Spudich sehr überrascht hat, ist die Heterogenität der Symptome, die er verursacht. Selbst in leichten Fällen kann COVID-19 Verwirrung, Delirium, Schläfrigkeit, schlechte kognitive Funktionen, starke Kopfschmerzen und unangenehme Hautempfindungen verursachen. In schwereren Fällen erlitten die Patienten so schwerwiegende Komplikationen wie Schlaganfälle.

Während sich die Forscher zunächst auf Komplikationen im akuten Stadium der Krankheit konzentrierten, erkannten sie im Verlauf der Pandemie bald, dass viele dieser Komplikationen lange anhalten könnten.

„Es gibt jetzt viele, viele Berichte über Menschen mit monatelangen anhaltenden Symptomen. Das wird als ‚Long COVID‘ bezeichnet“, sagt Spudich. „Oft sind ihre Fieber- und Atemprobleme vollständig verschwunden, aber sie haben weiterhin Probleme mit dem Denken, der Konzentration, dem Gedächtnis oder Schwierigkeiten mit seltsamen Empfindungen und Kopfschmerzen.“

Zu Beginn der Pandemie waren die Forscher besorgt, dass die neurologischen Symptome darauf zurückzuführen sein könnten, dass SARS-CoV-2 möglicherweise in Gehirnzellen eindringt und sich dort repliziert und das Gehirn direkt schädigt. Die überwiegende Mehrheit der aktuellen Beweise zeigt jedoch, dass dies nicht der Fall ist.

„In unserer Arbeit haben wir Beweise gesammelt, die systematisch untersucht wurden, und zusammengefasst, wie das Gehirn während einer akuten COVID-19-Erkrankung betroffen ist“, sagt Spudich. „Wir haben festgestellt, dass die meisten Forschungsergebnisse eher auf eine durch das Immunsystem vermittelte Verletzung hinweisen als darauf, dass das Virus tatsächlich in das Gehirn eindringt und dort Zellen tötet.“

Forscher können nach dem Vorhandensein von Krankheitserregern im Nervensystem suchen, indem sie die Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) untersuchen – die Flüssigkeit um unser Gehirn und unsere Wirbelsäule. Von den vielen Studien, die weltweit durchgeführt wurden, haben nur sehr wenige SARS-CoV-2-Reste im Liquor nachgewiesen. Darüber hinaus haben Autopsiestudien – die manchmal Virusfragmente im Gehirn nachweisen können – auch keine verbleibenden Partikel gefunden.

Aber auch in Abwesenheit eines replizierenden Virus kann COVID-19 immer noch zu immunologischen Veränderungen beitragen. Insbesondere haben Studien auf eine Erhöhung der Marker der Immunaktivierung und Entzündung im Liquor und im Gehirn hingewiesen, die den Symptomen zugrunde liegen können. Beispielsweise setzen Immunzellen bestimmte Proteine ​​frei, um Infektionen zu bekämpfen, aber diese können auch Off-Target-Effekte haben, die die neurologische Funktion beeinträchtigen.

„Wir glauben, dass das Immunsystem bei einigen Menschen, die COVID bekommen und an neurologischen Symptomen leiden, Veränderungen im Nervensystem verursacht, die sie schließlich symptomatisch machen“, sagt Spudich.

Darüber hinaus glauben Wissenschaftler, dass einige Symptome durch Autoimmunität verursacht werden können – bei der das Immunsystem eingeschaltet wird, um einen ankommenden Krankheitserreger zu bekämpfen, aber fälschlicherweise die körpereigenen Zellen als Ziele erkennt.

„In diesen Fällen geht das Immunsystem schief und greift seine eigenen Gehirnzellen oder peripheren Nervenzellen an, was neurologische oder psychiatrische Folgen hat“, sagt sie.

Das Fortbestehen von Problemen, nachdem die akute Infektion bei Patienten abgeheilt ist, ist ein noch rätselhafteres Phänomen. Da die Präsentation von langem COVID sehr heterogen ist und die klinischen Tests, die Patienten durchlaufen, oft normal zurückkommen, ist es ein besonders schwierig zu untersuchender Zustand.

„Die meisten dieser Patienten hören von ihren Ärzten, dass ihnen nichts fehlt“, sagt Spudich. „Der Rest unserer Veröffentlichung konzentriert sich darauf, zu untersuchen, was einige der Ursachen für lange COVID sein könnten.“

Lange COVID kann aus einer anhaltenden Neuroinflammation resultieren, die während der akuten Infektion ausgelöst wird, oder aus anderen Arten von Veränderungen im Zusammenhang mit Autoimmunität. Aber es fehlt derzeit an eindeutigen Beweisen, die beide Hypothesen stützen. Da sich lange COVID auf vielfältige Weise präsentiert, müssen viele verschiedene Spezialisten zusammenarbeiten, um seine Pathophysiologie zu verstehen.

„Unsere Arbeit versuchte teilweise, die Aufmerksamkeit auf dieses Thema zu lenken und weitere Forschungsuntersuchungen anzuregen“, sagt Spudich.

Für viele Betroffene von langer COVID kann ihr Zustand ihre Arbeitsfähigkeit beeinträchtigen und ihre Lebensqualität erheblich reduzieren. Die Zahl der Menschen, die aufgrund der Erkrankung eine Auszeit von der Arbeit beantragt haben, sei „erschütternd“, sagt sie, und weitere Forschung sei unerlässlich, um Einzelpersonen dabei zu helfen, ihr Leben wiederzuerlangen.

Dies zeigt die Umrisse eines Kopfes und eines Gehirns
Selbst in leichten Fällen kann COVID-19 Verwirrung, Delirium, Schläfrigkeit, schlechte kognitive Funktionen, starke Kopfschmerzen und unangenehme Hautempfindungen verursachen. Das Bild ist gemeinfrei

Wenn die Forschung beispielsweise herausfindet, dass eine übermäßige Entzündung oder ein Autoimmunangriff im Gehirn der Schuldige hinter bestimmten neurologischen Langzeitsymptomen ist, würde dies den Wissenschaftlern helfen, gezieltere Therapien zu entwickeln.

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„Es ist wichtig, dass wir die Pathophysiologie und das, was wir ‚biologische Phänotypen‘ nennen, verstehen, um Menschen richtig behandeln zu können“, sagt sie.

Spudich glaubt auch, dass weitere Forschung notwendig ist, um zu verstehen, ob eine lange COVID Personen für weitere Probleme in der Zukunft prädisponiert. Es fehlen zum Beispiel Daten darüber, ob Patienten ein erhöhtes Risiko haben, an Demenz oder anderen neurologischen Folgen zu erkranken.

„Wir versuchen, die Situation zu lösen, mit der die Menschen derzeit konfrontiert sind, aber wir müssen auch alles unterbrechen, was dieser laufende Prozess sein könnte, damit es keine langfristigen Folgen für das gibt, was im Nervensystem vor sich geht“, sagt sie .

In ihrem Labor verwendet Spudich weiterhin die Werkzeuge, die sie im Laufe der Jahre entwickelt hat, um besser zu verstehen, wie HIV das Gehirn beeinflusst, um die Geheimnisse von SARS-CoV-2 zu lüften. Sie arbeitet eng mit mehreren Kollegen in Yale zusammen, darunter Shelli Farhadian, MD, PhD, Assistenzprofessorin für Medizin (Infektionskrankheiten) und Neurologie, und Lindsay McAlpine, MD, BSc, Fellow in Neurologie.

Indem sie sich die verschiedenen Zellen und Proteine ​​ansehen, die das Gehirn umgeben und im Liquor gemessen werden können, untersuchen sie, wie sie bei Menschen mit langer COVID anders funktionieren als bei denen, die keine weiteren Komplikationen entwickelten.

Sie verwenden auch MRT-Bildgebung, um die strukturellen und funktionellen Gehirnunterschiede zwischen diesen Gruppen zu untersuchen. Spudich hofft, dass ihre Arbeit nicht nur Antworten für diejenigen liefert, die mit den Auswirkungen von COVID-19 zu kämpfen haben, sondern auch Licht auf andere kaum verstandene Virusinfektionen wie die Lyme-Borreliose wirft.

„Uns stehen jetzt erstaunliche Forschungsinstrumente zur Verfügung, die es uns ermöglichen, die Immunologie zu studieren, nach winzigen Fragmenten des Virus zu suchen und Veränderungen in der Gehirnstruktur oder seiner Funktionsweise zu beobachten“, sagt sie. „Es wird Zeit, Finanzierung, Mühe und Investitionen erfordern, aber ich bin zuversichtlich, dass wir Antworten bekommen werden.“

Über diese COVID-19-Forschungsnachrichten

Autor: Bess Connolly
Quelle: Jale
Kontakt: Bess Connolly – Yale
Bild: Das Bild ist gemeinfrei

Ursprüngliche Forschung: Die Ergebnisse erscheinen in Wissenschaft

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