COVID-19: So greift SARS-CoV-2 das Immunsystem an

Coronavirus beeinträchtigt Funktion der Mitochondrien

Bei Infektionen mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2 ist das Immunsystem oftmals nur unzureichend in der Lage, die Erreger abzuwehren. Dies ist nicht nur darauf zurückzuführen, dass das Immunsystem mit einem neuem Virus konfrontiert wird, sondern scheint laut einer aktuellen Studie auch auf einige Besonderheiten des Coronavirus bei der Interaktion mit den Mitochondrien zurückzuführen.

Die Mitochondrien sind eine der ersten Verteidigungslinien gegen COVID-19 und die neuen Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass SARS-CoV-2 im Vergleich zu anderen Viren wesentliche Unterschiede bei der Interaktion mit mitochondrialen Genen aufweist, berichtet die University of Southern California (USC) von den Studienergebnissen. Veröffentlicht wurden diese in dem Fachmagazin „Scientific Reports“.

Vergleich mit anderen Viren

Das Forschungsteam der USC Leonard Davis School of Gerontology führte anhand der verfügbaren Daten sogenannte RNA-Sequenzierungsanalysen durch, die die Interaktionen zwischen Mitochondrien und dem Coronvirus mit denen anderer Viren verglichen (dem respiratorischen Synzytialvirus, dem saisonalen Influenza-A-Virus und dem menschlichen Parainfluenzavirus 3). So konnten sie drei wesentliche Unterschiede im Vergleich zu den anderen Viren identifizieren, durch die zelluläre Schutzreaktionen des Körpers beeinträchtigt werden.

Bestimmte mitochondriale Proteine reduziert

„Der wichtigste Befund ist, dass SARS-CoV-2 die Konzentration einer Gruppe mitochondrialer Proteine, die als Complex One bezeichnet und von der Kern-DNA kodiert wird, in einzigartiger Weise reduziert“, berichten die Forschenden. Es sei möglich, dass dieser Effekt die Stoffwechselproduktion der Zelle und die Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies beeinträchtigt, die normalerweise eine Entzündungsreaktion hervorrufen würden, die das Virus abtöten könnte.

„COVID-19 sagt der Zelle, dass sie diese Complex One-verwandten Proteine nicht herstellen soll. Das könnte ein Weg sein, wie sich das Virus weiter ausbreiten kann“, so Hauptautor Brendan Miller von der USC Leonard Davis School. Dies müsse nun in weiteren gezielten Experimenten überprüft werden.

Botenprotein ausgeschaltet

Auch habe die aktuelle Studie gezeigt, dass bei einer SARS-CoV-2-Infektion die Spiegel des Botenproteins MAVS mRNA nicht verändert werden, was der Zelle normalerweise mitteilen würde, dass ein Angriff stattgefunden hat. Wird dieses Proteine aktiviert, fungiert es als Alarmsystem und warnt die Zelle, sich selbst zu zerstören, damit sich das Virus nicht vermehren kann, erläutert Miller. Bei dem Coronavirus funktioniert das Alarmsystem jedoch offenbar nicht.

Darüber hinaus fanden die Forschenden heraus, dass Gene, die von den Mitochondrien kodiert werden, von SARS-CoV-2 nicht ein- oder ausgeschaltet werden – ein Prozess, von dem man annimmt, dass er Energie produziert, die der Zelle gegen das Virus helfen kann, berichtet die USC.

Angriff auf die Mitochondrien

„Wir wussten bereits, dass unsere Immunantwort keine erfolgreiche Verteidigung gegen COVID-19 aufbaut, aber wir wussten nicht, warum“, erläutert Miller. Hier liefern die neuen Studienergebnissen nun Anhaltspunkte. „Was wir anders gemacht haben, war zu untersuchen, wie das Virus spezifisch die Mitochondrien angreift, die ein entscheidender Teil des angeborenen Immunsystems und der Energieproduktion des Körpers sind“, so der Hauptautor weiter.

Erklärungen für schwere Verläufe

Die entdeckten Unterschiede im Vergleich zu anderen Viren seien auch eine mögliche Erklärungen dafür, warum ältere Erwachsene und Menschen mit Stoffwechselstörungen stärker auf COVID-19 reagieren als andere Personen, ergänzt Professor Pinchas Cohen von der USC Leonard Davis School. „Wenn Sie bereits mitochondriale und metabolische Dysfunktionen aufweisen, könnten Sie eine schlechte erste Verteidigungslinie gegen COVID-19 haben“, so Cohen.

Ansatz für Therapeutika

Die jetzt festgestellten Auswirkungen auf die Mitochondrien bieten nach Ansicht des Forschungsteams zudem Ausgangspunkte für weitere gezielte Forschung an möglichen Therapeutika gegen SARS-CoV-2. Dabei sollten zukünftige Forschungsarbeiten die mitochondriale Biologie als ein primäres Ziel für SARS-CoV-2 und andere Coronaviren in Betracht ziehen, resümiert Professor Cohen. (fp)