In einer Mausstudie wird das Herz allein durch eine Lungenentzündung nicht beeinträchtigt – ScienceDaily

Forscher haben erstmals an Mäusen gezeigt, dass grippebedingte Herzprobleme nicht wie lange prognostiziert durch eine rasende Entzündung in der Lunge verursacht werden.

Stattdessen ergab die Studie der Ohio State University, dass die elektrischen Fehlfunktionen und Herzvernarbungen, die bei einigen der kranksten Grippepatienten beobachtet werden, durch eine direkte Influenza-Infektion der Herzzellen verursacht werden.

Das Forschungsteam hatte in früheren Arbeiten grippevirale Partikel in Herzzellen infizierter Mäuse gesehen, konnte jedoch nicht mit Sicherheit sagen, dass ihre Anwesenheit im Herzen Herzschäden verursacht. Als Forscher Mäuse mit einem genetisch veränderten Grippevirus infizierten, das sich nicht in Herzzellen vermehren konnte, entwickelten die Mäuse klassische entzündliche Grippesymptome – aber keine Herzkomplikationen.

„Wir haben gezeigt, dass selbst bei einer sehr schweren Infektion in der Lunge diese Herzkomplikationen nicht auftreten, wenn Sie dieses Virus verwenden, das sich nicht im Herzen replizieren kann“, sagte der Hauptautor Jacob Yount, außerordentlicher Professor von mikrobieller Infektion und Immunität am College of Medicine des Bundesstaates Ohio.

„Es beweist, dass es eine direkte Infektion des Herzens ist, die diese Komplikationen antreibt. Jetzt müssen wir herausfinden, was eine direkte Infektion bewirkt: Tötet sie Herzzellen? Hat sie langfristige Auswirkungen? Haben wiederholte Infektionen Herzkomplikationen, die sich im Laufe der Zeit aufbauen “Es gibt jetzt viele Fragen, die wir beantworten müssen.”

Die Studie wird heute (11. Mai 2022) im Journal veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.

Seit einiger Zeit ist bekannt, dass Grippepatienten im Krankenhaus Herzprobleme entwickeln können. Eine Studie aus dem Jahr 2020 ergab, dass etwa 12 % der Erwachsenen in den USA, die über acht Jahre mit Grippe ins Krankenhaus eingeliefert wurden, plötzliche, schwerwiegende Herzkomplikationen entwickelten.

Yount untersucht die Grippe seit Jahren und sein Labor hat ein Mausmodell entwickelt, dem IFITM3 fehlt, das Gen, das für ein Schlüsselprotein bei der Beseitigung von Virusinfektionen durch das angeborene Immunsystem kodiert. Sein Team fand in einer Studie aus dem Jahr 2019 heraus, dass grippeinfizierte Mäuse, denen das IFITM3-Gen fehlt, ein höheres Risiko für die Entwicklung von Herzproblemen hatten.

Diese Mäuse sind nicht nur sehr anfällig für Grippe, sondern haben auch einen Mangel an demselben antiviralen Protein, das einigen Menschen fehlt: Etwa 20 % der Chinesen und 4 % der Europäer haben eine genetische Variante, die einen Mangel an IFITM3 verursacht.

„Wir wissen, dass diese Menschen anfälliger für schwere Grippeinfektionen sind, und unsere Mausforschung deutet darauf hin, dass sie auch anfälliger für Herzkomplikationen mit der Grippe sind“, sagte Yount, ebenfalls Co-Direktor des Viruses and Emerging Pathogens Program in Ohio Staatliches Institut für Infektionskrankheiten.

Für diese Studie veränderten die Forscher das Genom eines H1N1-Grippestamms, sodass das Virus keine Herzzellen entführen konnte, um Kopien von sich selbst anzufertigen. Sie injizierten das veränderte Virus und ein Kontrollvirus in normale Mäuse und Mäuse ohne IFITM3.

Beide Viren verursachten Lungen- und systemische Entzündungen und erzeugten hohe Konzentrationen an Viruspartikeln in den Mäusen, aber das veränderte Virus wurde in normalen Mausherzzellen nicht entdeckt und war in deutlich geringeren Konzentrationen in IFITM3-defizienten Mausherzen vorhanden. Diese Ergebnisse ermöglichten direkte Vergleiche zwischen den Herzen von Mäusen mit und ohne robuste Virusreplikation.

Die Forscher entdeckten weniger Herzmuskelschäden, niedrigere Biomarker für Zellverletzungen, weniger Narbenbildung oder Fibrose des Herzgewebes und verringerte elektrische Signalübertragungsprobleme in den Herzen von Mäusen, die das genetisch veränderte Virus erhielten.

„Wir haben dieses Mausmodell und dieses Virus, das es uns ermöglichte, zwischen einer schweren Lungenentzündung und der direkten Replikation des Virus im Herzen zu unterscheiden. Wir konnten diese beiden Dinge in der Vergangenheit nicht trennen“, sagte Yount. „Wenn Sie das Virus nicht stark im Herzen replizieren, sehen Sie nicht die gleichen elektrischen Anomalien oder die gleiche fibrotische Reaktion.“

Es gibt noch viel zu lernen. Influenza neigt dazu, sich hauptsächlich auf die Infiltration der Lunge zu konzentrieren, ist aber im Allgemeinen nicht im Blut oder in anderen Organen vorhanden. Aber es trifft das Herz – und herauszufinden, wie das passiert, ist Teil der kontinuierlichen Arbeit in Younts Labor.

Es ist noch zu früh, um zu sagen, wie diese Forschung die Behandlung von hospitalisierten Grippepatienten mit Herzkomplikationen beeinflussen könnte, aber Yount sagte, dass diese Ergebnisse darauf hindeuten, dass die Beseitigung der Virusinfektion der Schlüssel zur Verringerung der problematischen Auswirkungen der Grippe auf das Herz sein könnte.

„Eine Sache sagt uns das, dass dies ein weiterer Grund ist, sich gegen Grippe impfen zu lassen, weil Sie nicht wollen, dass Ihr Herz von der Grippe infiziert wird – und das ist eine Möglichkeit“, sagte er.

Diese Arbeit wurde durch Stipendien der National Institutes of Health, eines Presidential Fellowship der Ohio State University, des Infectious Diseases Institute des Ohio State, des Ohio State College of Medicine und der National Science Foundation unterstützt.

Zu den Co-Autoren gehören Adam Kenney, Naresh Kumar, Peng Chen, Adrian Eddy, Lizhi Zhang, Ashley Zani, Nahara Vargas-Maldonado, Samuel Speaks, Jeffrey Kawahara, Parker Denz, Lisa Dorn, Federica Accornero, Jianjie Ma, Hua Zhu, Murugesan Rajaram und Chuanxi Cai, alle aus dem Bundesstaat Ohio, und Stephanie Aron, Clara Gilbert und Ryan Langlois von der University of Minnesota.

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