Mögliche Mechanismen der Neurotropie von SARS-CoV-2

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Ein aktuelles Review [1] fasst chinesische Daten zu Covid-19 und neurologischen Manifestationen, v.a. virale Enzephalitis, infektiöse/toxische Enzephalopathien sowie akute zerebrovaskuläre Ereignisse, zusammen. Die Autoren beleuchten die verschiedenen Mechanismen der Neurotropie von SARS-CoV-2, u.a. seine Bindung an den ACE2-Rezeptor, die nicht nur grundlegender Mechanismus des Viruseintritts ist, sondern auch das Risiko der Betroffenen für zerebrovaskuläre Ereignisse erhöhen kann. Interessanterweise haben deutsche Wissenschaftler gestern im Journal „Cell“ [2] einen zielgerichteten Therapieansatz vorgestellt, um die Bindung von SARS-CoV-2 an ACE2 zu blockieren.

Die Autoren dieses in „Brain, Behaviour and Immunity“ publizierten Übersichtsartikels [1] beschreiben drei typische neurologische Indikationen, die in Zusammenhang einer SARS-CoV-2-Infektion auftreten können. Wie sie schreiben, wurde bei der klinischen Manifestation einer viralen Enzephalitis SARS-CoV-2 im Liquor nachgewiesen. Infektiöse/toxische Enzephalopathien  zeigen Symptome wie Kopfschmerzen, Dysphorie, Verwirrtheit, Delir – alles Symptome, die auch bei Covid-19-Patienten beobachtet wurden. Die Autoren führen eine chinesische Autopsie-Studie an, in der Hirnödeme bei betroffenen Covid-19-Patienten nachgewiesen wurden. Schließlich deuten mittlerweile zahlreiche Studien darauf hin, dass SARS-CoV-2-infizierte Patienten anfällig für zerebrovaskuläre Komplikationen sind.

Auch ein weiteres systematisches Review [2] kommt zu dem Schluss, dass eine ZNS-Beteiligung und neurologische Symptome –  gerade bei schweren Covid-19-Verläufen –  sehr wahrscheinlich sind, räumt aber ein, dass noch eine weitere systematische und vollständige Patientendokumentation mit Liquorbefunden erforderlich ist sowie weitere Autopsie-Studien.

Der zuerst angeführte Artikel [1] diskutiert darüber hinaus verschiedene Mechanismen der SARS-CoV-2- Infektion, die zu Schädigungen des zentralen Nervensystems beitragen können. Neben dem bekannten Weg über die Blutzirkulation wird ein neuronaler Infektionsweg beschrieben, der von der Nasenschleimhaut über freie Nervenendigungen bis zum Gehirn verläuft und auch die hohe Rate an Anosmie bei Covid-19 erklären könnte. Des Weiteren verweisen die Autoren darauf, dass Hypoxien in Folge respiratorischer Komplikationen zu neurologischen Symptomen führen und zerebrovaskuläre Ereignisse nach sich ziehen können. Auch Reaktionen des Immunsystems auf die Virusinfektion könnten für die neurologischen Manifestationen verantwortlich sein.

Darüber hinaus führen die Autoren die Bindung von SARS-CoV-2 an ACE2 als weiteren möglichen Pathomechanismus für neurologischen Symptome an. Bekannt ist, dass sich das Virus über ACE2-Rezeptoren Zugang zu den Zellen verschafft. Wenn das Virus an den Rezeptor bindet, könne das nicht nur zur Infektion, sondern in Folge zu abnormal hohen Blutdruckwerten und somit einem erhöhten Risiko für hämorrhagische Schlaganfälle führen.

Diesen grundlegenden Mechanismus des Viruseintritts versuchen Wissenschaftler nun zu durchbrechen. Ein Forscherteam aus Göttingen und Berlin konnte ganz aktuell [3] nachweisen, dass SARS-CoV-2 das Protein TMPRSS2 nutzt, um an ACE2 zu binden. Ein TMPRSS2-Inhibitor ist verfügbar und die Arbeitsgruppe zeigte auch, dass die Substanz das Eindringen von SARS-CoV-2 in Lungenzellen verhinderte.

[1] Wu Y, Xu X, Chen Z et al. Nervous system involvement after infection with COVID-19 and other coronaviruses. Brain Behav Immun. 2020 Mar 30. pii: S0889-1591(20)30357-3. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2020.03.031

[2] Asadi-Pooyaa AA, Simanic L. Central nervous system manifestations of COVID-19: A systematic review. J Neurol Sci. 2020 Jun 15; 413: 116832. Published online 2020 Apr 11. https://doi.org/10.1016/j.jns.2020.116832

[3] Hoffmann M, kleine-Weber H, Schroeder S et al. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor. Cell 2020; 181: 271–280 April 16, https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.052