Die AIT Molecular Diagnostic Expert:innen mit Fokus auf biologischen Barrieren Anna Gerhartl, Andreas Brachner und Principal Scientist Winfried Neuhaus, aus dem Center for Health and Bioresources, sind Ko-Autoren:innen einer neuen Publikation, welche die Rolle der Blut-Hirn Schranke bei einer SARS-Cov-2 Infektion untersucht.
Es gibt zahlreiche Berichte über die Verbindung einer SARS-CoV-2 Infektion und Auswirkungen auf das menschliche Nervensystem bei COVID-19. Wie diese neurologischen Symptome aber genau verursacht werden, ist nach wie vor unklar. Diese Probleme könnten durch eine direkte SARS-CoV-2 Infektion des Gehirns verursacht werden, mit der Immunantwort auf die Infektion in Zusammenhang stehen, aber nicht unmittelbar von ihr verursacht werden, oder die Folge einer systemischen Erkrankung sein.
Der Frage, wie sich das Virus im Menschen verhält, sind Hamburger Forschergruppen unter der Leitung von Priv.-Doz. Dr. Susanne Krasemann und Koordination von Dr. Ole Pless mit Hilfe der Arbeitsgruppe Biologische Barrieren der AIT Competence Unit Molecular Diagnostics nachgegangen.
Bisherige Publikationen konnten in Tiermodellen zeigen, dass sowohl das Spike-Protein vom SARS-CoV-2 Virus als auch das gesamte SARS-CoV-2 Virus die Blut-Hirn Schranke überwinden und somit im Zentralnervensystem (ZNS) gefunden werden konnte. Bei an COVID-19 Verstorbenen konnten SARS-CoV-2-RNA und -Proteine im Gehirn und in der Liquorflüssigkeit nachgewiesen werden, aber die Viruslasten sind vergleichsweise niedrig und die Ergebnisse sind umstritten.
Für die neue Studie wurden Gewebeproben von an COVID-19 Verstorbenen mit einem humanen Blut-Hirn Schranken Zellkulturmodell verglichen. Die Forscher:innen konnten Mechanismen identifizieren, die sowohl im menschlichen Biopsiematerial als auch im Zellkulturmodell nach Infektion mit SARS-CoV-2 übereinstimmend gefunden werden konnten. SARS-CoV-2 konnte zudem das Zellkulturmodell von der Blutseite aus infizieren und nach Inkubation auf der Gehirnseite nachgewiesen werden, was ein Eindringen in das ZNS vermuten lässt. Durch die Blockade der bekannten Andockstellen des Virus konnte die Infektion im Zellkulturmodell deutlich vermindert werden, dieses Modell könnte in Zukunft für das Wirkstoffscreening eingesetzt werden.
Publiziert wurde diese Arbeit in dem Journal Stem Cell Reports. Zu finden ist der Artikel unter folgendem Link: The blood-brain barrier is dysregulated in COVID-19 and serves as a CNS entry route for SARS-CoV-2 - ScienceDirect.
Weitere interessante Publikationen zu diesem Thema:
- The SARS-CoV-2 main protease Mpro causes microvascular brain pathology by cleaving NEMO in brain endothelial cells | Nature Neuroscience
- Deep spatial profiling of human COVID-19 brains reveals neuroinflammation with distinct microanatomical microglia-T-cell interactions - ScienceDirect
- SARS-CoV-2 crosses the blood–brain barrier accompanied with basement membrane disruption without tight junctions alteration | Signal Transduction and Targeted Therapy (nature.com)
- Biomedicines | Free Full-Text | Penetration of the SARS-CoV-2 Spike Protein across the Blood–Brain Barrier, as Revealed by a Combination of a Human Cell Culture Model System and Optical Biosensing (mdpi.com)
- IJMS | Free Full-Text | Infection of Brain Pericytes Underlying Neuropathology of COVID-19 Patients (mdpi.com)
- The S1 protein of SARS-CoV-2 crosses the blood–brain barrier in mice | Nature Neuroscience