Warum sind einige Lungen gegen COVID-19 geschützt?

Eines der größten Geheimnisse rund um COVID-19 ist die Schwere der Erkrankung. Warum fühlen sich manche Menschen schwächendlange COVID„Oder sogar eine tödliche Infektion, während andere asymptomatisch sind?

Das fortgeschrittene Alter ist einer der größten Risikofaktoren für eine schwere COVID-19-Infektion. Allerdings neu Forschungveröffentlicht in Zellberichtelegt nahe, dass das richtige Gleichgewicht von Makrophagen-Immunzellen Menschen vor der schlimmsten COVID-19-Krankheit schützt.

Makrophagen sind weiße Blutkörperchen, die sich im gesamten Körpergewebe befinden, um das Immunsystem zu schützen. Makrophagen sind typischerweise hilfreich, reparieren Wunden und verzehren schädliche, fremde Krankheitserreger. Es wird jedoch angenommen, dass eine schwere COVID-19-Infektion mit einer Hyperimmunreaktion verbunden ist, da Makrophagen sowohl das Virus als auch den Körper angreifen.

„Es ist nicht das Virus selbst, das Sie schwer krank macht, es ist eine Überreaktion des Immunsystems“, erklärte Florian Douam, PhD, Co-Leiter der Studie und Assistenzprofessor für Mikrobiologie an der Boston University School of Medicine.

Ein Forscherteam der BU National Emerging Infectious Disease Laboratories (NEIDL) und der Princeton University untersuchte Lungen, die von einer COVID-19-Infektion nicht betroffen zu sein schienen.

Während Wissenschaftler auf die Lunge einer an COVID-19 verstorbenen Person zugreifen und diese untersuchen können, besteht die Herausforderung darin, die Lunge einer Person mit leichter oder asymptomatischer COVID-19-Infektion zu untersuchen. So transplantierten die Forscher Mäusen menschliches Lungengewebe und ein aus Stammzellen gewonnenes menschliches Immunsystem.

Die Mäuse mit menschlichem Lungengewebe, aber ohne menschliches Immunsystem reagierten schlecht auf die COVID-19-Infektion. Bei den Mäusen mit menschlicher Lunge und menschlichem Immunsystem „haben wir kaum Viren in der Lunge gesehen“, sagte Douam. „Die Lunge wurde geschützt. Dann stellten wir die Frage: ‚Warum ist die Lunge geschützt?’ Und hier haben wir die Makrophagen gefunden.“

Die Forscher fanden heraus, dass Lungen, die anfälliger für die COVID-19-Krankheit waren, keine Makrophagen-Diversität aufwiesen. Stattdessen enthielten sie überwiegend den entzündungsfördernden Makrophagen M1. M1 schien die hyperinflammatorische Reaktion voranzutreiben, die zu einer schweren COVID-19-Erkrankung führte.

Im Vergleich dazu hatten die Immunsysteme, die mehr regulatorische M2-Makrophagen hatten, die bei der Wundheilung helfen, diese extreme Autoimmunreaktion nicht. „Wenn Sie eine vielfältigere Makrophagenpopulation haben, die sowohl regulatorische als auch entzündliche Makrophagen enthält, können Sie die Signale, die die antiviralen Reaktionen antreiben, effektiver regulieren und sie gegebenenfalls abschalten“, sagte Devin Kenney, Doktorand an der BU. “Dann kann das Immunsystem das Virus sehr schnell beseitigen und das Gewebe schützen.”

Die Ermittler stellten fest, dass diese positive antivirale Reaktion mit einer Reihe von 11 Genen verbunden war, die sie „schutzdefinierende Gene“ nannten. In den Fällen einer wirksamen COVID-19-Resistenz hatten diese 11 Gene, die hauptsächlich mit dem Typ-1-Interferon-Signalweg assoziiert sind, eine hochregulierte Aktivität. Die Autoren der Studie betonten, wie wichtig es sei, den spezifischen Satz von Genen zu kennen, die Makrophagen exprimieren müssen, um die Lunge zu schützen.

Die Forscher schlugen eine zukünftige Studie vor, warum einige Immunsysteme ein vielfältiges Makrophagenprofil mobilisieren könnten, während andere dies nicht könnten. Eine mögliche Lösung könnten zielgerichtete Medikamente sein, die helfen, die Immunsymptome auszugleichen. „Wenn Sie Wissen generieren und die molekularen Prozesse besser verstehen können, die den Lungenschutz vor COVID-19 vorantreiben“, erklärte Douam, „können Sie mit der Entwicklung potenzieller Immuntherapiestrategien beginnen.“

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