Die Kontrolle über COVID-19 zu erlangen, erfordert mehr als eine Impfung, und ein neues mathematisches Modell bietet mögliche Lösungen. Dies erfordert auch ein besseres Verständnis dafür, warum die Krankheit bei einigen Menschen keine offensichtlichen Symptome hervorruft, bei anderen jedoch zu einem raschen Versagen mehrerer Organe und zum Tod führt. So erhalten Forscher einen besseren Einblick, welche Behandlungen für welche Patienten am besten funktionieren.
Therapieansatz gegen Sars-CoV-2 durch mathematisches Modell
Um der beispiellosen Herausforderung des Coronavirus zu begegnen, haben Forscher also ein auf Biologie basierendes mathematisches Modell erstellt. Dieses enthält Informationen über die bekannten infektiösen Mechanismen von SARS-CoV. Außerdem bietet es Varianten für mögliche Wirkmechanismen verschiedener Behandlungen, die bei Patienten mit COVID-19 getestet wurden. Das Modell sagt voraus, dass antivirale und entzündungshemmende Medikamente, die zuerst als Therapie eingesetzt wurden, je nach Stadium des Fortschreitens der Krankheit möglicherweise nur eine begrenzte Wirksamkeit haben, so die Studienautoren. Sie stellten fest, dass bei allen Patienten die Viruslast während einer frühen Lungeninfektion ansteigt. Dieser kann jedoch ab Tag 5, abhängig vom Grad der T-Zellen, in verschiedene Richtungen gehen. Diese Schutzzellen sind die Ersthelfer des Immunsystems, die andere Aspekte der Immunität effektiv koordinieren. So eine Immunantwort wird als adaptive Immunität bezeichnet, da sie flexibel ist und auf unmittelbare Bedrohungen reagiert.
Die Forscher versuchten auch, die Frage zu beantworten, warum Männer im Vergleich zu Frauen tendenziell schwerer an COVID-19 leiden. Sie stellten fest, dass Frauen zwar nicht so stark wie bei Männern eine adaptive Immunantwort haben. Frauen weisen jedoch einen geringeren Gehalt an einem Protein namens TMPRSS2 auf. Dieses ermöglicht SARS-CoV-2, in normale Zellen einzudringen und sie zu infizieren. Basierend auf ihren Erkenntnissen bieten die Wissenschaftler als optimale Behandlung für ältere Patienten das gerinnungshemmende Medikament Heparin. Dies kann mit der Verwendung einer Immunantwort kombiniert werden. So ein modifizierendes Medikament eignet sich für frühe Stadien der Krankheit, während das entzündungshemmende Medikament Dexamethason in späteren Stadien einzusetzen wäre.
Mögliche Behandlung von Patienten mit chronischen Erkrankungen
Bei Patienten mit chronischen Erkrankungen wie Fettleibigkeit, Diabetes und Bluthochdruck oder Anomalien des Immunsystems kann so eine Behandlung auch Arzneimittel umfassen, die speziell gegen entzündungsfördernde Substanzen (Zytokine wie Interleukin-6) im Körper gerichtet sind. Dies kann das Renin-Angiotensin-System hemmen und dadurch die Aktivierung eines abnormalen Blutdrucks und einen Widerstand gegen den Blutfluss verhindern. Dieser kann nämlich als Reaktion auf Virusinfektionen auftreten. Diese Arbeit zeigt also, wie Werkzeuge, die ursprünglich für die Krebsforschung entwickelt wurden, zum Verständnis von COVID-19 nützlich sein können. So ein mathematisches Modell wurde zuerst erstellt, um die Beteiligung des Renin-Angiotensin-Systems an der Entwicklung von fibrösem Gewebe in Tumoren zu analysieren. Die Forscher haben es jedoch modifiziert, um SARS-CoV-2 einzuschließen. Das Team entwickelt das Modell weiter und plant, damit die Dynamik des Immunsystems als Reaktion auf verschiedene Arten von COVID-19-Impfstoffen sowie spezifische Komorbiditäten, die möglicherweise besondere Überlegungen zur Behandlung erfordern, zu untersuchen.
