Covid-19, Entzündung und Blutgerinnung – eine schlechte Kombination

Ohne das Immunsystem würde sich SARS-CoV-2 ungehindert ausbreiten. Gerät die Immunantwort allerdings außer Kontrolle, kommt es zu Lungenentzündungen und Lungenschäden. Dieses sogenannte Akute Atemnotsyndrom führt zu Atemnot und begrenzter Sauerstoffaufnahme, was im schlimmsten Fall zu Organversagen und zum Tod führen kann.

Covid-19 schädigt aber nicht nur Lungengewebe. Von immer mehr Langzeitfolgen in verschiedenen Organen ist die Rede. Eine Komplikation ist Thrombose. Abnormale Blutgerinnung, z.B. gemessen anhand des D-Dimere Spiegels im Blut, korreliert mit einer höheren Sterberate von Covid-19 Patienten. Thrombosen treten aber nicht nur bei schweren Krankheitsverläufen auch, sondern werden auch nach milden Verläufen vermehrt beobachtet. 

Eine neue Studie schreibt Gerinnungsstörungen in Covid-19 Patienten nun auch dem Immunsystem zu. Wissenschaftler der Universität von Michigan identifizierten Autoimmunantikörper – in Kombination mit der Aktivierung von Neutrophilen – als mögliche Ursache für Blutgerinnsel in Covid-19 Patienten.

Antikörper, welche körpereigene Moleküle erkennen nennt man Autoantikörper. Sie können Autoimmunerkrankungen hervorrufen. Das Antiphospholipid-Syndrom ist eine solche Erkrankung. Autoantikörpern gegen Phospholipide und Phospholipid-bindende Proteine ​​(aPL-Antikörper) verursachen hierbei lebensbedrohliche Blutgerinnsel, genannt Thrombophilie. Auf der Suche nach eben diesen aPL-Antikörpern, fanden die Forscher die Antikörper in 52% der 172 untersuchten, sich im Krankenhaus befindlichen stationär aufgenommenen Covid-19-Patienten. Die Menge an aPL-Antikörpern korreliert dabei mit einer Reihe klinischer Parameter wie D-Dimer, Blutplättchen Levels und Nierenfunktion

Patienten mit hohen aPL-Antikörper Leveln zeigten tendenziell eine Aktivierung von Neutrophilen – eine weit verbreitete Immunzelle des angeborenen Immunsystems, die bei Virusinfektionen an vorderster Front agiert. Neutrophile können ihre DNA ausstoßen, um sogenannte NETs (neutrophile extrazelluläre Fallen) zu bilden. Diese molekularen Netze fangen Krankheitserreger und reichern lokal antimikrobielle und proinflammatorische Botenmoleküle an. Die Ausbildung der NETs korrelierte mit dem Vorkommen von aPL-Antikörpern in Patienten. Das Neutrophile und NETs – in einigen Situationen – Thrombosen fördern können wird schon länger vermutet.

Als nächstes testeten die Forscher, ob hinter den Korrelationen auch ein kausaler Zusammenhang steht. Zu diesem Zweck wurden aus dem Blut gesunder Freiwilliger Neutrophile isoliert. Diese Zellen wurden dann im Labor mit Antikörpern aus dem Blut von Covid-19 Patienten behandelt. Wie viele NETs die Neutrophilen als Antwort auf die Antikörper produzieren, hing stark davon ab wie hoch der aPL-Antikörperanteil war. Neutrophile, die Antikörper von Patienten mit hohen aPL-Antikörper Leveln bekamen, zeigten signifikant mehr NET-Bildung (= Neutrophilenaktivierung) als Zellen, die mit Antikörpern von Patienten mit niedrigen aPL-Antikörper Level in Berührung kamen. Mittels verschiedener Mausmodelle für Thromboseentwicklung konnte zusätzlich gezeigt werden, dass aPL-Antikörper Thrombosen beschleunigen können. So zeigte die Injektion von Serum-Antikörpern von Covid-19 Patienten mit hohen aPL-Antikörper Leveln, größere Blutgerinnsel in zwei unabhängigen Thrombosemausmodellen (Stenose und Elektrolyt).

Die Bildung von aPL-Antikörpern und des Antiphospholipid-Syndroms während Infektionen ist keine Seltenheit. Sie wurden bereits in Lungenentzündungen, HIV, Haut- oder Harnwegsinfektionen gefunden. Warum sich diese Autoimmunantikörper bilden ist allerdings noch unklar. Es ist wahrscheinlich eine Kombination von Vererbung (aka Genen), vorheriger Antigenbegegnungen (aka welche Krankheiten man schon im Leben durchlaufen hat) und dem Grad der aktuellen Immunaktivierung. In schlimmen Covid-19 Verläufen ist diese Immunaktivierung sehr hoch. Eine Spirale von angeborenen Immunaktivierung und Autoantikörperbildung kann folgen, und Gewebeschäden und Thrombosen verursachen.

Abbau oder Unschädlichmachung der aPL-Antikörper könnten eine Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit besonders hohen Autoantikörpern Leveln darstellen. In der Tat kann Dipyridamol – ein von der FDA bereits zugelassenes Antithrombotikum – aPL-Antikörper bedingte NET-Freisetzung (im Labor) stoppen. Derzeit läuft eine klinische Studie, in der diese Hypothese getestet wird.

Bildnachweis: Blutgerinnsel. Anne Weston, Francis Crick InstituteAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)

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