Molekularpathologische Merkmale bei tödlich verlaufendem COVID-19 definiert

COVID-19 ist durch Atemnot, Funktionsstörungen mehrerer Organe und tödliche Krankheitsfälle gekennzeichnet. Die zugrundeliegenden pathologischen Mechanismen der auftretenden Atemnot und das Zusammenspiel mit den Krankheitsverlauf verschlimmernden Risikofaktoren waren allerdings noch nicht vollständig geklärt.

Die Ergebnisse einer amerikanischen Studie unter Leitung von Dr. Jeffery Taubenberger vom National Institutes of Health (USA) konnte die molekularpathologischen Merkmale, die der pulmonalen Reaktion von COVID-19 zugrunde liegen, nun genauer definieren. Zudem lieferten die Forscher wichtige Einblicke in Signalwege, die für eine therapeutische Intervention interessant sind.

Die Wissenschaftler nutzten für ihre Studie Gewebeproben, die von der Obduktion der Lungen verstorbener COVID-19-Patienten (n=18) stammten. Die Spanne zwischen Symptombeginn und Tod reichte von 3–47 Tagen. Des Weiteren lagen von 6 Patienten Plasmaproben vor, die noch zu Lebzeiten entnommen worden waren. Alle Proben wurden mittels Tiefensequenzierung der SARS-CoV-2-RNA, multiplexen Plasmaproteinmessungen, bildgebenden Verfahren und hinsichtlich der pulmonalen Genexpression untersucht.

Zu den herausragenden histopathologischen Merkmalen der Fallserie gehörten laut den Studienautoren eine fortschreitende diffuse Alveolarschädigung mit Thrombosen und spät einsetzender Umbau des Lungengewebes und der Gefäße. Akuter Schaden an der Alveolar-Kapillar-Schranke war durch den Verlust der Surfactant-Protein-Expression sowie Verletzung von Alveolarepithel-, Endothel- und respiratorischen Basalzellen und defekte Gewebereparaturprozesse gekennzeichnet.

Die Forschenden fanden außerdem eine Beeinträchtigung der Gerinnselfibrinolyse mit erhöhten Plasminogen-Aktivator-Inhibitor-1-Konzentrationen im Plasma und der Lunge. Zusätzlich waren in den Lungenepithel- und Endothelzellen die Spiegel zellulärer Seneszenzmarker, einschließlich p21 und Sirtuin-1, verändert.

Fazit
In der Studie wurden die molekularpathologischen Merkmale, die der pulmonalen Reaktion von COVID-19 zugrunde liegen, genauer definiert. Zu den herausragenden histopathologischen Merkmalen der Fallserie gehörten eine fortschreitende diffuse Alveolarschädigung mit Thrombosen und spät einsetzender Umbau des Lungengewebes und der Gefäße. (sh)

Autoren: D’Agnillo F et al.
Korrespondenz: Jeffery Taubenberger; [email protected]
Studie: Lung epithelial and endothelial damage, loss of tissue repair, inhibition of fibrinolysis, and cellular senescence in fatal COVID-19
Quelle: Sci Transl Med 2021;13(620):eabj7790.
Web: https://www.doi.org/10.1126/scitranslmed.abj7790