Neurologische Symptome bei COVID-19: Tierexperimente liefern neue Hinweis auf Pathomechanismen

Michael van den Heuvel 

Interessenkonflikte

7. April 2022

Wissenschaftler der Tulane University in New Orleans haben in einem Primaten-Modell untersucht, wie COVID-19 das zentrale Nervensystem beeinflusst. Sie infizierten die Tiere mit dem 2019-nCoV/USA-WA1/2020-Stamm von SARS-CoV-2. In allen Fällen kam es zu COVID-19, jedoch mit leichtem Verlauf. Die Folgen der Infektion wurden postmortal anhand von Gehirnschnitten erforscht.

 
Da die Primaten keine nennenswerten Atemwegssymptome aufwiesen, hatte niemand erwartet, dass sie den Schweregrad der Erkrankung aufweisen würden, den wir im Gehirn gefunden haben. Dr. Tracy Fischer
 

Bei Versuchstieren kam es zu schweren Entzündungen und zu Schädigungen des Gehirns, einschließlich des Untergangs von Neuronen. Außerdem war die Sauerstoffversorgung des Gehirns beeinträchtigt. Auch Mikroblutungen haben die Forscher identifiziert. Alle Befunde wurden bei Tieren mit mildem COVID-19 beobachtet [1].

„Da die Primaten keine nennenswerten Atemwegssymptome aufwiesen, hatte niemand erwartet, dass sie den Schweregrad der Erkrankung aufweisen würden, den wir im Gehirn gefunden haben“, sagt Dr. Tracy Fischer, leitende Forscherin und außerordentliche Professorin für Mikrobiologie und Immunologie am Tulane National Primate Research Center. „Aber die Befunde waren eindeutig und tiefgreifend und unbestreitbar eine Folge der Infektion.“

Fischers Befunde stimmen auch mit Autopsie-Studien von Menschen überein, die an COVID-19 gestorben sind, was darauf hindeutet, dass nichtmenschliche Primaten als geeignetes Modell oder Stellvertreter dafür dienen können, wie Menschen die Krankheit erleben.

Ergebnisse aus Tierexperimenten mit Vorsicht interpretieren

Zum Hintergrund: Kopfschmerzen, Verwirrtheit oder ein benebeltes Gefühl („Brain Fog“) gelten als typische Symptome einer SARS-CoV-2-Infektion. Oft sind solche Beschwerden schwer und halten lange an; selbst nach der virologischen Rekonvaleszenz berichten Patienten oft über solche Beschwerden.

 
Es ist immer Vorsicht geboten, wenn man versucht, Ergebnisse aus Tierversuchen 1 zu 1 auf den Menschen zu übertragen. Prof. Dr. Peter Berlit
 

Solche neurologischen Komplikationen betreffen Menschen aller Altersgruppen, unabhängig vom COVID-19-Schweregrad oder von bekannten Risikofaktoren. Welche Vorgänge im Gehirn dazu führen, ist jedoch unklar.

„Die mitgeteilten Befunde passen gut zu dem, was wir auch beim Menschen sehen, auch dort können wir das Virus etwa in den Endothelzellen nachweisen“, erklärt Prof. Dr. Peter Berlit gegenüber dem Science Media Center Germany (SMC). Er ist Generalsekretär der Deutschen Gesellschaft für Neurologie.

Beobachtungen seien ganz überwiegend auf eine indirekte Entstehung durch Hypoxie, Inflammationssyndrom, Koagulopathie und metabolische Schädigung zurückzuführen. Insbesondere bei den entzündlichen Manifestationen seien Mikroblutungen häufig, wie das auch bei den Affen gezeigt worden sei. „Eine Autopsie-Studie vom September 2021 zeigte auch beim Menschen Hämorrhagien“, so Berlit. Außerdem gebe es eine pathologische Studie zur Hypoxie, jedoch seien die Befunde bei Menschen mit schwerem COVID-19 gefunden worden.

„Die Studie ist methodisch nicht zu beanstanden“, kommentiert Berlit. „Aber es ist immer Vorsicht geboten, wenn man versucht, Ergebnisse aus Tierversuchen 1 zu 1 auf den Menschen zu übertragen.“

Daten „nicht überzeugend“

Deutlich skeptischer äußert sich Prof. Dr. Markus Glatzel, Direktor des Instituts für Neuropathologie am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE). „Die Daten bestätigen weitgehend die Veränderungen, die wir im Menschen sehen – zum Beispiel diskrete neuroimmune Aktivierung, auch der fokale Nachweis von SARS-CoV-2 im Endothel.“ Dies könne er nachvollziehen und Hypoxie spiele bestimmt eine Rolle. „Allerdings sehen wir im Menschen keine ausgeprägte Entzündung und auch keine ausgeprägten Blutungen oder deutliche Nervenzelluntergänge“, berichtet Glatzel.

 
Allerdings sehen wir im Menschen keine ausgeprägte Entzündung und auch keine ausgeprägten Blutungen oder deutliche Nervenzelluntergänge. Prof. Dr. Markus Glatzel
 

Der Experte weiter: „Daten, die dies in der Studie zeigen sollen, sind nicht überzeugend, etwa die beschriebenen Nekrose-Zonen im Gehirn.“ Bei den eingefärbten Hirnschnitten sei das eigentlich nicht zu erkennen. Es gebe auch keine Hinweise auf die Beteiligung von Makrophagen, was bei Nekrosen aber typisch wäre.

Ähnlich verhalte sich die Sachlage bei Blutungen: „Ich sehe da morphologisch weitgehend erhaltene Erythrozyten perivaskulär, also wenige Stunden alt, eventuell eher im Rahmen der Autopsie entstanden.“

Sein Fazit: „Die Studie ist gut geplant und durchgeführt. Allerdings ist die neuropathologische Aufarbeitung nicht auf dem Niveau, das man für ein Paper dieses Kalibers erwarten würde.“

Die Interpretation, dass auch bei milden Verläufen Nervenzelluntergänge häufig seien, teilt Glatzel nicht: „Beim Menschen sehen wir das nicht, auch traue ich den Daten, die dies angeblich in dem Paper zeigen, nicht.“
 

Kommentar

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