COVID-19: Studie weist Persistenz von SARS-CoV-2 in der Lunge nach und beleuchtet Rolle der angeborenen Immunität

Ein bis zwei Wochen nach einer Ansteckung mit SARS-CoV-2 ist das Virus in den oberen Atemwegen in der Regel nicht mehr nachweisbar. Aber bedeutet dies, dass es auch anderswo im Körper nicht mehr vorhanden ist? Neue Erkenntnisse dazu liefern Forschende aus einer Untersuchung an Lungenzellen im Tiermodell.

Die Ergebnisse der französischen Wissenschaftler zeigen nicht nur, dass SARS-CoV-2 bis zu 18 Monate nach der Infektion in der Lunge mancher Individuen nachweisbar war, sondern auch, dass diese Persistenz offenbar mit einem Versagen der angeborenen Immunität zusammenhängt.

Manche Viren bleiben nach dem Auslösen einer Infektion diskret und nicht nachweisbar im Körper existent – in „Virenreservoirs“. Dies ist bei HIV der Fall, das in bestimmten Immunzellen latent bleibt und jederzeit reaktivieren kann. Es könnte auch auf SARS-CoV-2 zutreffen, lautete eine von einem Team von Wissenschaftlern des Institut Pasteur im Jahr 2021 aufgestellte Hypothese, die nun in einem präklinischen Modell mit nichtmenschlichen Primaten bestätigt wurde. „Wir haben beobachtet, dass die Entzündung bei Primaten, die mit SARS-CoV-2 infiziert waren, über einen längeren Zeitraum anhielt“, erklärt Michaela Müller-Trutwin, Leiterin HIV, Inflammation and Persistence Unit des Institut Pasteur. „Wir vermuteten daher, dass dies auf das Vorhandensein des Virus im Körper zurückzuführen sein könnte.“

Um die Persistenz des SARS-CoV-2-Virus zu untersuchen, analysierten Wissenschaftler des Institut Pasteur in Zusammenarbeit mit dem IDMIT-Zentrum (Infectious Disease Models for Innovative Therapies) des Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA; alle Frankreich) biologische Proben von Tieren, die mit dem Virus infiziert waren. Erste Ergebnisse der Studie zeigen, dass bei einigen Individuen sechs bis 18 Monate nach der Infektion Viren in der Lunge auffindbar waren, obwohl das Virus in den oberen Atemwegen oder im Blut nicht nachweisbar war. Als weiteres Ergebnis berichten die Wissenschaftler, dass die Menge des persistierenden Virus in der Lunge bei der Omikron-Variante geringer war als beim ursprünglichen SARS-CoV-2. „Wir waren wirklich überrascht, nach so langer Zeit und auch als regelmäßig durchgeführte PCR-Tests negativ waren, Viren in bestimmten Immunzellen – Alveolarmakrophagen – zu finden“, erklärt Nicolas Huot, Erstautor der Studie und Forscher in der HIV, Inflammation and Persistence Unit des Institut Pasteur. „Darüber hinaus haben wir diese Viren kultiviert und konnten mit den von uns zur Untersuchung von HIV entwickelten Werkzeugen beobachten, dass sie immer noch in der Lage waren, sich zu vermehren.“

Um die Rolle der angeborenen Immunität bei der Kontrolle dieser Virusreservoirs zu verstehen, richteten die Wissenschaftler ihre Aufmerksamkeit dann auf natürliche Killerzellen (NK-Zellen). „Die zelluläre Reaktion der angeborenen Immunität, die die erste Verteidigungslinie des Körpers darstellt, ist bei SARS-CoV-2-Infektionen bisher wenig untersucht“, sagt Müller-Trutwin. „Dennoch ist schon lange bekannt, dass NK-Zellen eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung viraler Infektionen spielen.“ Die Studie zeigt, dass bei einigen Tieren mit SARS-CoV-2 infizierte Makrophagen resistent gegen die Zerstörung durch NK-Zellen werden, während bei anderen NK-Zellen in der Lage sind, sich an eine Infektion anzupassen (adaptive NK-Zellen) und dabei resistente Zellen zu zerstören, in diesem Fall Makrophagen.

Die Studie hat daher nach Meinung der Forschenden Licht auf einen Mechanismus geworfen, der das Vorhandensein von Virenreservoirs erklären könnte: Während Individuen, die nach längerer Zeit nur wenige oder keine Viren mehr beherbergen, adaptive NK-Zellen produzieren, fehlten bei Personen mit höheren Viruskonzentrationen nicht nur adaptive NK-Zellen, sondern auch die Aktivität der NK-Zellen war verringert. Die angeborene Immunität scheint daher eine Rolle bei der Bekämpfung persistierender SARS-CoV-2-Viren zu spielen. „Wir wollen die Untersuchung einer Kohorte starten, die zu Anfang der Pandemie mit SARS-CoV-2 infiziert war, um herauszufinden, ob die identifizierten Virusreservoirs und Mechanismen mit Fällen von Long-COVID zusammenhängen. Aber die Ergebnisse hier stellen bereits einen wichtigen Punkt dar“, ist sich Müller-Trutwin sicher „Es ist ein wichtiger Schritt, die Natur der Virenreservoirs und die Mechanismen zu verstehen, die die Viruspersistenz regulieren.“