Schrankenstörung am Plexus choroideus scheint Neuroinflammation zu begünstigen

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COVID-19-Patienten und -Patientinnen können neuropsychiatrische Symptome entwickeln, und im Rahmen eines Post-COVID-Syndroms klagen viele über „brain fog“/„Gehirnnebel“, Fatigue und Konzentrationsstörungen. Eine Arbeitsgruppe der Universität Stanford in den USA und aus dem Saarland ist jetzt mittels molekulargenetischer Methoden den zellulären und molekularen Vorgängen im Gehirn bei COVID-19 auf den Grund gegangen [1]. Dabei beobachtete sie eine zelluläre Dysregulation und Überlappungen mit neurodegenerativen Erkrankungen.

Mittels Single-Nucleus-RNA-Sequenzierung haben Forscherinnen und Forscher aus den USA und Deutschland über 63.000 Transkriptome – die Gesamtheit aller in Messenger-RNA umgeschriebenen Gene – in 30 Gewebeproben aus dem frontalen Cortex und dem Plexus choroideus von acht COVID-19-Patienten/-Patientinnen und 14 Kontroll-Patienten/-Patientinnen analysiert [1]. Dabei beobachteten sie nicht nur, dass alle wesentlichen Zelltypen, vor allem Astrozyten und andere Gliazellen, durch COVID-19 beeinflusst waren. Es zeigte sich auch eine Entzündung des Plexus choroideus. Wie Gefäße und Meningen hat dieser eine wichtige Schrankenfunktion. Mit Antikörpern gegen das SARS-CoV-2-Spike-Protein konnte an diesen natürlichen Barrieren ein vermehrtes Signal festgestellt werden.

In keinem Fall wurde SARS-CoV-2-spezifische RNA im Gehirn nachgewiesen. Die Untersuchung der Zellkommunikation zwischen Plexus choroideus und Hirnrinde zeigte jedoch eine vermehrte Aktivität proinflammatorischer Schlüsselwege. Die Forscherinnen und Forscher gehen daher davon aus, dass die periphere Infektion zu einer Entzündung von Zellen der Hirnschranke wie dem Plexus choroideus führt, welche eine Neuroinflammation im Parenchym begünstigt.

Im Cortex wurde eine deutliche Vermehrung COVID-19-assoziierter Subpopulationen von Immunzellen nachgewiesen. Interessanterweise zeigte dabei ein Teil der Marker-Gene aus dem COVID-19-Mikroglia-Cluster Überlappungen zu Mikroglia-Markern, wie man sie von neurodegenerativen Erkrankungen kennt. Darunter waren etwa die Alzheimer-Marker C1QC und CD14. Im Gegensatz zu den Gliazellen zeigten die Veränderungen, die in den Neuronen bei COVID-19 nachgewiesen wurden, keine genetischen Überlappungen zu Erkrankungen wie Alzheimer, Multiple Sklerose, Chorea Huntington oder Autismus-Spektrum-Erkrankungen. Dafür fanden sich beim Vergleich mit Genom-weiten Assoziationsstudien ähnliche differenziell exprimierte Gene, wie sie bei Schizophrenie und Depression gefunden werden, und solche, die bei der Kognition eine Rolle spielen.

Inwieweit diese molekularen Prozesse zu den neurologischen Symptomen und Defiziten, die nach COVID-19-Infektion zu beobachten sind, beitragen, muss weiter untersucht werden.

[1] Yang AC, Kern F, Losada PM et al.: Dysregulation of brain and choroid plexus cell types in severe COVID-19. Nature. 2021 Jun 21.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03710-0

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