Corona: Diese Organe sind am stärksten vom Virus befallen

Die Forscher Manvendra Singh und Cédric Feschotte von der Cornell University in New York sowie Vikas Bansal vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen DZNE in Tübingen haben mithilfe von Daten ausgewertet, welche Organe und Körperteile in welchem Ausmaß von dem Coronavirus befallen sind.

Datenwissenschaftler Bansal erklärte dazu in einer Mitteilung des DZNE: "SARS-CoV-2 infiziert nicht nur die Atemwege, sondern hat das Potenzial, viele andere Organe im Körper zu beeinträchtigen. Selbst wenn das Virus zuerst das Atmungssystem infiziert, ist es wichtig, vorhersagen zu können, wohin es als nächstes gehen könnte. Das hilft, Therapien zu entwickeln. Wir wollten deshalb mehr darüber erfahren, was die verschiedenen Organe für eine Infektion anfällig macht."

Die Forscher haben herausgefunden, in welchen Zellen die genetischen Voraussetzungen für eine Infektion mit Coronaviren existieren. "Das Virus zweckentfremdet bekanntlich den sogenannten ACE2-Rezeptor, der auf der Oberfläche menschlicher Zellen vorkommt, um anzudocken und sich einzuschleusen. Diesem Rezeptor und anderen Faktoren, die damit zusammenhängen, gilt daher viel Aufmerksamkeit. Sie sind mögliche Ansatzpunkte für Therapien", erklärte Bansal den Ansatz der Forscher.

Sars-CoV-2 braucht verschiedene Merkmale, um eine Zelle zu befallen. ACE2 (Angiotensin-Converting Enzyme2) dient als Andockstelle an die Zelle und TMPRSS2 (Transmembrane Serine Protease2) lässt die Viren ins Innere der Zelle eindringen. Darüber hinaus benötigen die Viren jedoch auch bestimmte Enzyme, um sich innerhalb der Zelle vervielfältigen zu können. "Deshalb haben wir unsere Analyse auf zelluläre Faktoren ausgedehnt, die bei anderen Coronaviren erwiesenermaßen relevant sind und deshalb für SARS-CoV-2 ebenfalls wichtig sein könnten", so Bansal weiter.

Für die Studie werteten die Forscher Daten von 400.000 menschlichen Zellen aus, unter anderem gesunde Zellen der Nasenschleimhaut,  Niere, der Lunge, des Darms, des Herzens und der Geschlechtsorgane. Als besonderen Hot Spot für die Viren konnten die Forscher dabei die Nasenschleimhaut ausmachen, wie Vikas Bansal erklärt: 

"Es scheint daher, dass der Kontakt des Virus mit der Nasenschleimhaut zu einem Tauziehen führt. Es geht also um die Frage, wer daraus als Sieger hervorgeht. Interessanterweise deuten unsere Daten darauf hin, dass sich im menschlichen Nasengewebe das Expressionsniveau der Eintrittsfaktoren mit dem Alter verschiebt. Das könnte ein Grund dafür sein, wieso ältere Menschen für eine Infektion mit SARS-CoV-2 anfälliger sind."

Außerdem seien die Nieren, Hoden, der Darm und die Plazenta potenziell besonders gefährdet für die Ausbreitung des Sars-CoV-2 Virus. Bei Lunge, Herz und dem zentralen Nervensystem wirken andere zelluläre Faktoren, die alternativ zum ACE2-Rezeptor wirken, aber auch diese Organe können aktiv vom Virus befallen werden, wie die Studie herausfand.

Die Forscher des DZNE und der Cornwell University weisen jedoch bei ihren Ergebnissen darauf hin, dass für eine sichere These noch weitere Forschungen betrieben werden müssen. "Einschränkend muss man bei unseren Ergebnissen sicherlich beachten, dass sich Expressionsmuster im Zuge einer Infektion verändern können und dass solche Aktivitätsprofile nicht direkt die Häufigkeit von Proteinen, etwa von Zellrezeptoren, widerspiegeln. Allerdings sind Expressionsmuster gute Indikatoren", so Bansal in einer Erklärung des DZNE. Dass Organe wie die Nasenschleimhaut besonders vom Coronavirus befallen werden, ist also noch nicht bewiesen, wird aber weiter erforscht.

Quellen:

A single-cell RNA expression map of human coronavirus entry factors, in: UCSC Cells Browser

„Hotspots“ einer Corona-Infektion im menschlichen Körper, DZNE Pressemitteilungen