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Medizin
17. Juni 2021
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COVID-19: Interleukin 1 – neuer Ansatzpunkt für Therapien

Die Infektion mit SARS-CoV-2 führt bei einigen Menschen zu schwersten Entzündungen der Lunge und anderer lebenswichtiger Organe. Warum manche Infizierte mit einer überschießenden Immunantwort auf das Virus reagieren, ist weiterhin nicht gut verstanden. Forscher der Uniklinik Köln fokussieren in einer neuen Studie auf ein Oberflächeneiweiß von SARS-CoV-2, dem Spikeprotein. Das Spikeprotein ist vor allem als wichtiges stimulierendes Eiweiß für die sogenannte erworbene Immunität und den Schutz durch Antikörperbildung bekannt und Grundbaustein für alle Impfungen.
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Die Arbeit der Kölner Forscher untersucht nun erstmals die Wirkung des Spikeproteins auf das angeborene Immunsystem, dessen Aktivität auch mit schweren Krankheitsverläufen assoziiert ist.

Spikeprotein triggert massive Produktion von Interleukin 1

Eine SARS-CoV-2 Infektion kann zur massiven Ausschüttung von entzündungsfördernden Signalstoffen (Zytokinen) führen, die bei einigen Patienten zu stärksten Organschädigungen führt und in einer Kettenreaktion weitere, aktivierte Abwehrzellen ins Gewebe lockt. Wie das Virus die Ausschüttung von Zytokinen triggert ist bisher nicht gut verstanden. Kölner Forscher konnten nun zeigen, dass menschliche Abwehrzellen (Makrophagen / Fresszellen) durch das virale Spikeprotein massiv zur Produktion des entzündungsfördernden Signalstoffs Interleukin 1 angeregt werden. Allerdings gelang dies nur, wenn in den Versuchen die Makrophagen von COVID-19-Patienten untersucht wurden. Makrophagen von Menschen, die noch keinen Kontakt mit SARS-CoV-2 hatten, reagierten nicht mit der Ausschüttung von Interleukin 1.
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„Diese selektive Immunantwort eines klassischen Signalwegs des angeborenen Immunsystems ist sehr ungewöhnlich und wurde so noch nicht beschrieben. Hier gibt es nun viele Ansatzpunkte um zu verstehen, warum einige Menschen mit einer überschießenden Reaktion des Immunsystems reagieren“, erklärt PD Dr. Jan Rybniker, Uniklinik Köln. Der hier untersuchte Signalweg des Inflammasoms, der letztendlich zur Ausschüttung von Interleukin 1 führt, gilt auch als möglicher therapeutischer Ansatzpunkt für immunmodulatorische Therapien bei schweren COVID-19-Infektionen. Hierfür wurde in dieser Arbeit eine wissenschaftliche Grundlage identifiziert.

Eregbnisse geben Aufschluss über COVID-19-Impfstoffe und Long-COVID

Interessanterweise waren die Makrophagen auch noch mehrere Wochen bis Monate nach einer SARS-CoV-2-Infektion durch das Spikeprotein sehr stark aktivierbar. „Da Makrophagen eine sehr kurze Lebensdauer von nur wenigen Tagen haben, spricht dies für Veränderungen der DNA von Makrophagen-Vorläuferzellen. Diese sogenannten epigenetischen Veränderungen konnten wir durch aufwändige Sequenzierversuche auch nachweisen“, berichtet Dr. Sebastian Theobald, Uniklinik Köln. Diese tiefgreifenden Veränderungen von Makrophagen bis hin zum Erbgut der Zellen können nun für ein besseres Verständnis von Langzeitfolgen der COVID-19-Erkrankung genutzt werden. Die Sequenzierarbeiten wurden in enger Kooperation mit Prof. Peter Tessarz, Max-Planck-Institut und Prof. Peter Nürnberg, Cologne Center for Genomics, durchgeführt.

„Da unsere Arbeiten auf der Immunantwort gegen das Spikeprotein basieren, können wir nun auch die Impfantwort gegen SARS-CoV-2 besser einordnen und verstehen, da fast alle derzeit verfügbaren Impfungen auf diesem Protein basieren“, berichtet Dr. Alexander Simonis, Uniklinik Köln. „Für den Erfolg der verschiedenen Impfkonstrukte ist es sicher förderlich, dass das Spikeprotein zu einer starken Aktivierung des angeborenen Immunsystems führt“, ergänzt Rybniker.

Quelle: Uniklinik Köln


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