Was Kinder vor einem schweren COVID-19-Verlauf schützt: Starke antivirale Immunität der Atemwege

Redaktion

Interessenkonflikte

24. August 2021

Kinder infizieren sich ebenso mit SARS-CoV-2, haben im Vergleich zu Erwachsenen aber ein sehr niedriges Risiko, schwer an COVID-19 zu erkranken. Warum ist das so? Dieser Frage gingen deutsche Forschende nach – und kamen zu einem überraschenden Ergebnis.

Das Team aus Wissenschaftlern des Berlin Institute of Health in der Charité (BIH), der Charité – Universitätsmedizin Berlin, des Universitätsklinikums Leipzig sowie des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg hat mit Einzelzell-Analysen die Ursache herausgefunden, weshalb Kinder kaum schwer erkranken.Die Forscher konnten zeigen, dass das kindliche Immunsystem in den oberen Atemwegen wesentlich stärker aktiv ist als bei Erwachsenen und damit besser gewappnet im Kampf gegen das Virus. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden nun im Fachjournal Nature Biotechnology veröffentlicht [1].

Kinder können die Infektion besser kontrollieren

Es wird schon lange spekuliert, warum Kinder deutlich seltener schwer an COVID-19 erkranken als Erwachsene, obwohl sie demselben Infektionsrisiko ausgesetzt sind. Offenbar können Kinder die Infektion besser kontrollieren, doch die genauen molekularen Mechanismen dafür waren bisher nicht bekannt.

 
Wir wollten verstehen, warum die Virusabwehr bei Kindern offenbar so viel besser funktioniert als bei Erwachsenen. Prof. Dr. Irina Lehmann
 

„Wir wollten verstehen, warum die Virusabwehr bei Kindern offenbar so viel besser funktioniert als bei Erwachsenen“, erklärt Prof. Dr. Irina Lehmann, Leiterin der AG Molekulare Epidemiologie am BIH, laut einer Pressemitteilung.

Seit Beginn der Pandemie ist das BIH-Team um Lehmann und Prof. Dr. Roland Eils, Direktor des Zentrums für Digitale Gesundheit am BIH, den COVID-19 Krankheitsmechanismen auf der Spur. Basierend auf Einzelzell-Analysen aus dem Nasen-Rachen-Raum von Erwachsenen haben die BIH-Forscher die an schweren Erkrankungsverläufen beteiligten Zellen und Signalwege identifiziert und darauf aufbauend eine klinische Studie in die Wege geleitet, die eine neue Therapie für schwerkranke Patientinnen und Patienten erprobt.

 
Wir wollten deshalb vergleichende Einzelzellanalysen bei Kindern und Erwachsenen durchführen, um daraus zu lernen, wie der Schutz gegen COVID-19 funktionieren kann. Prof. Dr. Roland Eils
 

Aktuell rücken nun aber Kinder immer mehr in das Zentrum des Interesses, da diese noch nicht durch Impfungen geschützt sind. Die Infektion verläuft bei Kindern in der Regel jedoch deutlich milder als bei Erwachsenen. „Wir wollten deshalb vergleichende Einzelzell-Analysen bei Kindern und Erwachsenen durchführen, um daraus zu lernen, wie der Schutz gegen COVID-19 funktionieren kann“, sagt Eils.

Einzelzell-Analysen in den Atemwegen

Das Team um Prof. Dr. Marcus Mall, Direktor der Klinik für Pädiatrie mit Schwerpunkt Pneumologie, Immunologie und Intensivmedizin an der Charité, hatte für diese Untersuchungen Proben aus der Nasenschleimhaut von gesunden und von mit SARS-CoV-2 infizierten Kindern und Erwachsenen gesammelt und die Krankheitsverläufe untersucht. „Die meisten der infizierten Kinder hatten nur leichte Symptome wie Schnupfen oder leicht erhöhte Temperatur, und die Beschwerden klangen nach wenigen Tagen wieder ab“, erklärt Mall.

In den gewonnenen Proben führte das BIH-Forschungsteam Einzelzell-Transkriptom-Analysen durch – sie untersuchten also, welche Gene in welchen Zellen wie häufig abgelesen wurden. Insgesamt wurden für diese Studie 268.745 Zellen von 42 Kindern und 44 Erwachsenen analysiert.

Vorbereitet auf den Kampf gegen SARS-CoV-2

Der Vergleich der von den Kindern und Erwachsenen gewonnen Zellen zeigte ein überraschendes Ergebnis: Die Immun- und Epithelzellen der Nasenschleimhaut von gesunden Kindern waren bereits in erhöhter Alarmbereitschaft und vorbereitet für den Kampf gegen SARS-CoV-2.

Für eine schnelle Immunantwort gegen das Virus müssen sogenannte Mustererkennungsrezeptoren aktiviert werden, die die Virus-RNA erkennen und eine Interferon-Antwort einleiten. Infiziert SARS-CoV-2 eine Zelle, überrumpelt es normalerweise dieses Frühwarnsystem, wodurch diese Anti-Virus-Antwort zumeist eher schwach ausfällt und das Virus sich massiv in der Zelle vermehren kann.

In den untersuchten kindlichen Zellen war dieses Mustererkennungssystem jedoch deutlich stärker ausgeprägt als bei Erwachsenen, sodass das Virus, sobald es in der Zelle ankommt, schnell erkannt und bekämpft werden kann.

Um zu beweisen, dass es genau dieser Mechanismus ist, der zu einer schnellen Elimination von SARS-CoV-2 führt und die Kinder schützt, arbeiteten die BIH-Forschenden mit dem Team von Dr. Marco Binder, Virologe am DKFZ, zusammen. Die Heidelberger haben Lungenepithelzellen im Labor mit SARS-CoV-2 infiziert. Sie konnten zeigen, dass das Vorhandensein genau jener Mustererkennungsrezeptoren, die bei den Kindern stärker ausgeprägt sind, darüber entscheidet, ob infizierte Zellen schnell genug auf eine Infektion mit dem Virus reagieren können.

Wie bei diesen Laborexperimenten beobachtet, zeigten mit SARS-CoV-2 infizierte Kinder vor allem in den ersten Tagen der Infektion eine deutlich stärkere Interferon-Antwort als Erwachsene. Dazu passen bereits veröffentlichte Daten aus anderen Studien, die darauf hinweisen, dass Kinder eine geringere Viruslast haben und das Virus schneller eliminieren als Erwachsene.

Schützende Faktoren gezielt vor einer Infektion induzieren

Der Pädiater Mall schlussfolgert aus den Ergebnissen: „Das bringt uns ein großes Stück weiter im Verständnis darin, warum Kinder die Infektion mit SARS-CoV-2 so viel besser kontrollieren können als Erwachsene.“

Und das Team um Lehmann und Eils denkt bereits über die Anwendung der Ergebnisse nach. „Wir haben aus dieser Studie gelernt, dass es offensichtlich nicht nur Risikofaktoren für schwere COVID-19-Verläufe gibt, sondern auch schützende Faktoren“, so Lehmann. „Aus dem Wissen heraus, welche Voraktivierungen hilfreich als Schutz vor bestimmten Viren sind, könnte man nun auch darüber nachdenken, eine derartige Anti-Virus-Antwort bereits vor einer Infektion gezielt zu induzieren und so möglicherweise Risikopatienten vor einer schweren Erkrankung zu schützen.“

 
Wir haben aus dieser Studie gelernt, dass es offensichtlich nicht nur Risikofaktoren für schwere COVID-19-Verläufe gibt, sondern auch schützende Faktoren. Prof. Dr. Irina Lehmann
 

Dieser Artikel ist im Original erschienen auf Coliquio.de .

 

Kommentar

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