Coronavirus im Gehirn: Der Weg von Sars-CoV-2 durch die Nase
Ein Forscherteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben untersucht, wie sich das Coronavirus im Gehirn von Patienten mit COVID-19 repliziert. Die Ergebnisse zeigen auch, wie das Immunsystem auf das Virus reagiert, sobald es dort angelangt. Außerdem wird daraus klar, dass SARS-CoV-2 über Nervenzellen in der Riechschleimhaut und anschließend ins Gehirn eindringt. Zum ersten Mal konnten Forscher elektronenmikroskopische Bilder von intakten Coronavirus-Partikeln in der Riechschleimhaut erstellen.
Was geschieht mit dem Coronavirus im Gehirn?
Es ist bereits bekannt, dass COVID-19 keine reine Atemwegserkrankung ist. SARS-CoV-2 wirkt sich nicht nur auf die Lunge aus, sondern auch auf das Herz-Kreislauf-System, den Magen-Darm-Trakt und das Zentralnervensystem. Mehr als jeder Dritte mit COVID-19 berichtet über neurologische Symptome wie Verlust oder Veränderung seines Geruchs- oder Geschmackssinns, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Schwindel und Übelkeit. Bei einigen Patienten kann die Krankheit sogar zu Schlaganfall oder anderen schwerwiegenden Erkrankungen führen. Bisher hatten Forscher vermutet, dass diese Manifestationen durch das Virus verursacht werden müssen. Es dringt nämlich so in bestimmte Zellen des Gehirns ein und infiziert diese. Aber wie kommt SARS-CoV-2 dorthin? Unter der gemeinsamen Leitung von Dr. Helena Radbruch von der Abteilung für Neuropathologie der Charité und dem Direktor der Abteilung, Prof. Dr. Frank Heppner, hat ein multidisziplinäres Forscherteam nun verfolgt, wie das Virus in das Zentralnervensystem gelangt und anschließend in das Gehirn eindringt.
Mit der neuesten Technologie analysierten die Forscher Riechschleimhaut aus verstorbenen Patienten, die aus vier verschiedenen Hirnregionen stammt. Beide Gewebeproben und verschiedene Zellen wurden auf genetisches SARS-CoV-2-Material und ein Spike-Protein getestet, das sich auf der Oberfläche des Virus befindet. Das Team lieferte Hinweise auf das Virus in verschiedenen neuroanatomischen Strukturen, die Augen, Mund und Nase mit dem Hirnstamm verbinden. Die Riechschleimhaut zeigte die höchste Viruslast. Diese Daten stützen die Annahme, dass SARS-CoV-2 die Riechschleimhaut als Eintrittsstelle in das Gehirn nutzen kann. Sobald sich das Virus in der Riechschleimhaut befindet, scheint es neuroanatomische Verbindungen wie den Riechnerv zu verwenden, um das Gehirn zu erreichen. SARS-CoV-2 ist jedoch bei weitem nicht das einzige Virus, das über bestimmte Wege das Gehirn erreichen kann. Weitere Beispiele sind das Herpes-Simplex-Virus und das Tollwutvirus, so die Studienautoren.
Die Reaktion des Immunsystems
Die Forscher untersuchten auch die Art und Weise, wie das Immunsystem auf eine Infektion mit SARS-CoV-2 reagiert. Sie fanden nicht nur Hinweise auf dadurch aktivierte Immunzellen im Gehirn und in der Riechschleimhaut. Sie erkannten auch die immunologischen Signaturen dieser Zellen in der Gehirnflüssigkeit. In einigen der untersuchten Fälle fanden die Forscher auch Gewebeschäden, die durch Schlaganfall infolge einer Thromboembolie (Verstopfung eines Blutgefäßes durch ein Blutgerinnsel) verursacht wurden. Die Autoren der Studie fanden SARS-CoV-2 auch in Bereichen des Gehirns, die lebenswichtige Funktionen wie das Atmen steuern. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass bei Patienten mit schwerem COVID-19 das Vorhandensein des Virus in diesen Bereichen des Gehirns die Atemfunktion stört und Atemprobleme aufgrund einer SARS-CoV-2-Infektion der Lunge verstärkt. Ähnliche Probleme könnten in Bezug auf die Herz-Kreislauf-Funktion auftreten.
