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Fettleibigkeit und Bluthochdruck sind ebenfalls schädlich
von Meike Driessen
(04.07.2022) Das Coronavirus Sars-Cov-2 kann beim Menschen schwere Organschäden verursachen. Herzkomplikationen sind auch eine der Folgen einer Infektion. Das Virus greift auch direkt das Herz an, verursacht eine Entzündung des Herzmuskels und führt zu Herzversagen. Dr. Naja Hamdani, Leiterin der Forschungsabteilung für Molekulare und Experimentelle Kardiologie am Universitätsklinikum Bochum, verfolgt die Reise des Virus im Herzen genau.
Sie und ihre Gruppe fanden heraus, dass Sars-Cov-2 menschliche Herzmuskelzellen infiziert und dass diese Infektion vor allem durch Entzündungen und oxidativen Stress gefördert wird. Sie treten vor allem bei Patienten mit Begleiterkrankungen wie Fettleibigkeit, Diabetes und Bluthochdruck auf. Dies berichtet das International Journal of Cardiology am 26. Mai 2022.
Ein Virus, das in Herzmuskelzellen vorkommt
Um den neuen Eintrittsmechanismus aufzuspüren, analysierte das Forscherteam des Universitätsklinikums mit histochemischen Methoden und Mikroskopie die Herzgewebsstrukturen von an Covid-19 erkrankten und an oder mit der Krankheit verstorbenen Patienten. In einem ersten Schritt konnten sie zeigen, dass das Virus tatsächlich und direkt in Herzmuskelzellen nachweisbar ist. „Unsere Beobachtungen zeigen, dass das Virus Druck auf den Herzmuskel ausübt, die Kontraktionskraft angreift und schwächt, d.h. die Pumpfunktion des Herzens”, sagt Hamdani.
Doch wie gelangt das Virus ins Herz? Welche Mechanismen unterstützen das Eindringen des Virus in die Zellen des Herzmuskels? Das Bochumer Team konnte zeigen, dass ein möglicher Mechanismus der Funktionsstörung der Herzmuskelzellen bei Patienten mit Sars-Cov-2 die Aktivierung bestimmter Enzyme ist, die Proteine abbauen. Tatsächlich fand das Team eine erhöhte sogenannte proteolytische Aktivität.
Dies deutet darauf hin, dass Sars-Cov-2 durch die Aktivierung des Spike-Proteins durch Enzyme, die für den Proteinabbau verantwortlich sind, in die Zellen gelangt, und dass der Zelleintritt von diesen Abbauenzymen abhängt. Hamdanis Gruppe untersucht auch Proteine, die für die Apoptose, den Zelltod, verantwortlich sind. Das Team zeigte, dass apoptotische Proteine zwar eine erhöhte Aktivität zeigten, ihre Expression jedoch dramatisch reduziert war. „Das deutet auf die Spaltung von Proteinen und die Aktivierung der Apoptose hin“, sagt Naja Hamdani. „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Apoptose zur Verschlechterung der Herzkontraktilität beiträgt, die bei Patienten mit Sars-Cov-2 beobachtet wird.“
Die Schlüsselrolle von Entzündungen und oxidativem Stress
Als nächstes wollte das Team verstehen, was die erhöhte proteolytische Aktivität und Apoptose von Herzmuskelzellen antreibt. Die Arbeit zeigte, dass oxidativer Stress und eine entzündungsfördernde Umgebung die mit Sars-Cov-2 verbundenen Schäden verschlimmern. Sogenannte Neutrophile gerieten in den Fokus. Neutrophile gehören zu den wichtigsten Zelltypen, die proteolytische Enzyme freisetzen. Sie spielen eine wesentliche Rolle während einer Entzündungsreaktion. Sie werden schnell durch den Blutstrom in das geschädigte Gewebe mobilisiert.
Da bei Patienten mit Sars-Cov-2 mehr proteolytische Enzyme freigesetzt werden, untersuchte Hamdanis Team den Signalweg, genauer gesagt den Interleukin-6-kontrollierten Neutrophilentransport. Die Forscher fanden heraus, dass entzündliche Signalwege in Herzmuskelzellen stark hochreguliert waren – was bedeutet, dass Interleukin-6 stark erhöht war – was auf eine Schlüsselrolle dieser weißen Blutkörperchen bei Covid-19 und verwandten entzündlichen Pathologien hindeutet.
Alternative Einstiegspunkte
Zudem konnten die Bochumer Forscher bestehende Erkenntnisse untermauern, dass das Virus auch das Protein Neuropilin-1 (NRP-1) als Einfallstor in Zellen nutzt. Hamdanis Forschung zeigt, dass das Coronavirus mehrere Mechanismen hat, um sich in menschlichen Organen auszubreiten. „Sars-Cov-2 kann sich rezeptorabhängig und rezeptorunabhängig im infizierten Herzen ausbreiten. Wir untersuchten auch einen anderen Mechanismus, durch den das Virus Zugang zu Herzmuskelzellen erlangen und zu einer endothelialen Dysfunktion beitragen könnte. Diese Ergebnisse werden wir bald veröffentlichen können“, erklärt Hamdani.
Ausführlicher Artikel in der Fachzeitschrift Rubin
Einen ausführlichen Artikel zum Thema finden Sie in der Fachzeitschrift Rubin mit dem Schwerpunkt „Under Pressure“: Für redaktionelle Zwecke dürfen die Texte der Website unter Angabe der Quelle „Rubin – Ruhr-Universität Bochum“ ebenfalls verwendet werden als Bilder aus dem Downloadbereich können unter Angabe des Copyrights und unter Beachtung der Nutzungsbedingungen kostenfrei verwendet werden. Rubin kann kostenlos als Printmagazin oder Newsletter abonniert werden. (idw)
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