Science-Publikation verweist auf direkten Infektionsweg von SARS-CoV-2 in das Gehirn

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ACE2 gilt als „Eintrittsprotein“ von SARS-CoV-2 in die Wirtszelle. Doch es hat gleichzeitig einen schützenden Effekt vor schweren Verläufen mit akutem Lungenversagen. Diesen Schutzeffekt schaltet das Virus ab, indem es die Expression von ACE2 in infizierten Zellen hemmt. Auffällig ist, dass die Risikogruppe für schwerste, z.T. fatale Verläufe von COVID-19, Grunderkrankungen aufweist, die ebenfalls ACE2 herunterregulieren, wie Diabetes mellitus oder Hypertonie. Die Autoren weisen darauf hin, dass ACE2 nicht der einzige Infektionsweg sein kann und führen an, dass NRP1, das u.a. vom olfaktorischen Epithel exprimiert wird, womöglich einen direkten Infektionsweg des zentralen Nervensystems/Gehirns darstellt.

Ein Ende Juli im renommierten Science-Magazin publizierter Artikel diskutiert, wie SARS-Cov-2 schwere COVID-19-Erkrankungen auslöst und hebt dabei die Rolle von ACE2 als „Eintrittsprotein“ in die Wirtszelle hervor. Doch ACE2 hat gleichzeitig einen schützenden Effekt, eine Abnahme von ACE2 führte im Tiermodell des akuten Lungenversagens zu schwereren Krankheitsverläufen. Denn ACE2 spaltet schädliches Angiotensin II, ohne diese Umwandlung von Angiotensin II in „harmloses“ Angiotensin 1-7 kann es zu Lungenschädigungen kommen. Diese Schutzfunktion wird jedoch vom Virus selbst außer Kraft gesetzt: Wie bei vielen Gastzellen-Virus-Interaktionen wird die Expression des Virusrezeptors in infizierten Zellen durch das Virus herunterreguliert. Tierexperimentelle Studien haben gezeigt, dass auch die ACE2-Expression in der Lunge bei SARS-CoV-2-infizierten Tieren abnahm – und damit auch der Schutz vor schweren COVID-19-Verläufen mit akutem Lungenversagen.

Diese Hypothese wird gestützt durch die Epidemiologie von COVID-19. Etwa 20% der Patienten mit einer COVID-19-assoziierter Pneumonitis nehmen einen schweren Verlauf und ihr Zustand verschlechtert sich oft rapide. Registerstudien haben gezeigt, dass dies überproportional häufig ältere Männer mit metabolischem Syndrom betrifft; bekannt ist, dass die Expression von ACE2 bei Diabetes mellitus und Bluthochdruck reduziert ist [2]. Die Autoren empfehlen, SARS-CoV-2-Infektionen bei solchen Risikopatienten möglichst früh zu diagnostizieren und zu untersuchen, ob eine frühzeitige antivirale Therapie Vireneintritt und -replikation in den Lungen verhindern kann.

Doch die Autoren des Science-Papers weisen auch darauf hin, dass die ACE2-Expression nicht der einzige Faktor sein kann, der eine schwere COVID-19-Erkrankung katalysiert. Denn letztlich ist unter den drei bekannten Coronaviren, die ACE2 zum Eintritt in die Zellen nutzen, einer, der wenig pathogen ist und lediglich eine Erkältung auslöst (HCoV-NL62).

Ein weiteres bekanntes Eintrittsmolekül von SARS-CoV-2 in die Wirtszelle ist NRP1, welches u.a. vom olfaktorischen Epithel exprimiert wird und dadurch womöglich einen direkten Infektionsweg des zentralen Nervensystems/Gehirns darstellt.

[1] Nicholas J. Matheson, Paul J. Lehner. How does SARS-CoV-2 cause COVID-19? Science, 31 Jul 2020:

Vol. 369, Issue 6503, pp. 510-51.

https://science.sciencemag.org/content/369/6503/510

[2] Chris Tikellis and M. C. Thomas. Angiotensin-Converting Enzyme 2 (ACE2) Is a Key Modulator of the Renin Angiotensin System in Health and Disease. Int J Pept. 2012; 2012: 256294. Behandlungsergebnis) zu evaluieren. 55,2% der Patienten waren weiblich und das durchschnittliche Alter betrug in dieser Kohorte 48 Jahre.