Dauerhafte Schmerzen nach SARS-CoV-2-Infektion: Studie in Hamstern entdeckt möglichen Pathomechanismus

Etwa einen Monat nach einer Infektion mit SARS-CoV-2 konnten US-amerikanische Wissenschaftler in einem experimentellen Hamstermodell somatosensorische Anomalien feststellen, die unter einer Influenza-A-Infektion nicht auftraten. Die Ergebnisse in „Science Signaling“ tragen zum Verständnis der Pathophysiologie von Long-COVID und zur Entwicklung neuer Therapiestrategien bei.

Das Symptomspektrum im Rahmen einer SARS-CoV-2-Infektion ist bekanntlich riesig und reicht von einem unbemerkten asymptomatischen Verlauf bis zum Tod. Bei einer beträchtlichen Anzahl an COVID-19-Patienten mit sowohl einem milden als auch schweren Erkrankungsverlauf, treten sensorische Symptome wie Kopfschmerzen, viszerale Schmerzen, Guillain-Barre-Syndrom, Nervenschmerzen und Entzündungen auf. Bei den meisten Patienten klingen diese Symptome nach Beendigung der Infektion wieder ab, bei anderen können sie jedoch fortbestehen.

In einer neuen Studie haben Forscher der Boston University Chobanian & Avedisian School of Medicine, der Icahn School of Medicine at Mount Sinai (Icahn Mount Sinai) und der New York University (NYU; alle USA) festgestellt, dass nichtinfektiöse virale RNA in den Spinalganglien von Hamstern nach einer intranasalen Infektion mit SARS-CoV-2 nachweisbar war. Dieses Phänomen ging mit einer speziellen Genexpressionssignatur in sensorischen Neuronen einher, selbst nachdem die Virusinfektion abgeklungen war. Die Gene stehen in Verbindung mit Neurodegeneration und schmerzbezogenen Bahnen, was auf eine dauerhafte Schädigung der Spinalganglien hindeutet, die den Symptomen bei Post-/Long-COVID zugrunde liegen könnte.

„Mehrere Studien haben ergeben, dass ein hoher Anteil der Patienten mit Long-COVID unter einer abnormen Wahrnehmung von Berührung, Druck, Temperatur, Schmerz oder Kribbeln im ganzen Körper leidet. Unsere Arbeit deutet darauf hin, dass SARS-CoV-2 auf ziemlich einzigartige Weise dauerhafte Schmerzen auslösen könnte, was den Bedarf an Therapeutika unterstreicht, die auf die für dieses Virus spezifischen molekularen Wege abzielen“, erklärt die korrespondierende Autorin Dr. Venetia Zachariou vom Lehrstuhl für Pharmakologie, Physiologie und Biophysik an der BU Chobanian & Avedisian School of Medicine, die die Untersuchung gemeinsam mit Benjamin tenOever, Professor für Mikrobiologie und Medizin an der NYU, früher am Icahn Mount Sinai, leitete.

Konkret untersuchten die Wissenschaftler anhand eines experimentellen Hamstermodells die Auswirkungen der SARS-CoV-2-Infektion auf die Berührungsempfindlichkeit – und zwar sowohl während der aktiven Infektion als auch lange nachdem die Infektion abgeklungen war. Hamster sind ein geeignetes Tiermodell zur Erforschung der pathophysiologischen Auswirkungen von SARS-CoV-2, da sie relevante Aspekte einer COVID-19-Erkrankung abbilden. Im Gegensatz dazu eignen sich Mäuse nur nach genetischer Manipulation entweder der Maus selbst oder des Virus. Als Vergleichsgruppe dienten Hamster, die mit dem Influenza-A-Virus infiziert wurden.

In dem experimentellen Modell beobachtete das Team um Zachariou und tenOever bei den mit SARS-CoV-2 infizierten Hamstern eine langsame, aber fortschreitende Zunahme der sensorischen Hypernsensitivität im Laufe der Zeit. Diese Zunahme unterschied sich deutlich von der Influenza-A-Kontrollgruppe, bei der die Wissenschaftler während der aktiven Infektion eine schnelle und stärkere Überempfindlichkeit verzeichneten, welche sich aber nach Beendigung der Infektion wieder normalisierte. Weiterhin identifiziere die Gruppe den Zytokin-assoziierten Faktor ILF3 und andere potenzielle therapeutische Targets zur Behandlung von Schmerzen im Zusammenhang mit Long-COVID und anderen Neuropathien.

Den Forschern zufolge kann das experimentelle Hamstermodell verwendet werden, um Informationen über Gene und Signalwege zu gewinnen, die von SARS-CoV-2 betroffen sind, und liefert der wissenschaftlichen Gemeinschaft neue Informationen über Veränderungen der Genexpression in sensorischen Ganglien mehrere Wochen nach der Infektion.

„Wir hoffen, dass diese Studie neue Wege zur Behandlung der somatosensorischen Symptome von Long-COVID und ME/CFS (Myalgische Enzephalomyelitis/Chronisches Erschöpfungssyndrom) eröffnet“, sagt Zachariou. „Wir haben zwar mit der Validierung eines vielversprechenden Targets in dieser Studie begonnen, aber wir glauben, dass unsere jetzt öffentlich zugänglichen Daten Einblicke in viele neue therapeutische Strategien geben können.“

(ah)