Starke Immunantwort liegt akuten Nierenschäden im Zusammenhang mit COVID-19 zugrunde

Forschende der Mayo Clinic in den USA haben herausgefunden, dass eine akute Nierenschädigung im Zusammenhang mit COVID-19 einer Sepsis-bedingten Nierenschädigung ähnelt und dass die durch die Infektion ausgelöste Immunantwort eine zentrale Rolle spielt.

Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die mitochondriale Dysfunktion – ein Funktionsverlust bei der zellulären Energieproduktion – häufig bei Nierenverletzungen im Zusammenhang mit einer COVID-19-Erkrankung auftritt. Mehr als ein Drittel der hospitalisierten COVID-19-Patientinnen und -Patienten berichtet über eine akute Nierenschädigung, und ein plötzliches Nierenversagen ist laut im vergangenen Jahr veröffentlichten Studien ein Risikofaktor für die Krankenhausmortalität.

„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass COVID-19 bei Patientinnen und Patienten eine robuste Immunantwort auslösen kann, die zur Nierenschädigung beiträgt, und dass bei diesen Patienten frühzeitig nierenunterstützende Behandlungen eingeleitet werden sollten“, sagt Dr. Mariam Alexander, Nierenpathologin an der Mayo Clinic und Hauptautorin der Studie. „Unsere Daten weisen auf mitochondriale Schäden als potenzielles Ziel für Therapien hin, von denen einige kürzlich entwickelt und in präklinischen Modellen getestet wurden.“

Es ist bekannt, dass eine schwere COVID-19-Erkrankung mit einer systemischen Entzündungsreaktion sowie einer Entzündung des Herzens und der Lunge einhergeht. Über die Immunantwort in den Nieren werde bislang wenig geforscht, so die Studienautorinnen und -autoren, und molekulare Studien zur Nierenpathologie von COVID-19-Patienten gebe es nur in begrenzter Zahl.

„Unseres Wissens ist dies die erste eingehende Studie, in der die molekularen und zellulären Veränderungen untersucht wurden, die bei einer COVID-19-bedingten Nierenschädigung beobachtet werden“, erklärt Alexander.

In der an der Mayo Clinic durchgeführten Studie wurden die Nieren von 17 Erwachsenen untersucht, die an COVID-19 verstorben waren und an denen zwischen April 2020 und Oktober 2020 eine Autopsie durchgeführt wurde. Die Forschenden beschreiben das pathologische Spektrum der Nierenschädigung im Zusammenhang mit COVID-19 und charakterisierten deren molekulares Profil im Vergleich zu einer Sepsis-assoziierten Schädigung.

Das morphologische und molekulare Profil einer schweren COVID-19-Nierenschädigung ähnelt demnach einer Nierenschädigung durch Sepsis, einschließlich mikrovaskulärer Dysfunktion, Entzündung und metabolischer Umprogrammierung.

„Die bei COVID-19 beobachtete akute Nierenschädigung tritt wahrscheinlich sekundär zur Aktivierung des Immunsystems auf, ähnlich wie bei Patientinnen und Patienten mit Sepsis“, berichtet Alexander. „COVID-19-Nieren sind entzündet, zeigen eine erhöhte Zelltodrate und insbesondere mehr mitochondriale Schäden im Vergleich zu Nieren mit einer Schädigung, die nicht mit COVID-19 zusammenhängt.“

Von den auf Intensivstationen aufgenommenen COVID-19-Patientinnen und Patienten litten 76 Prozent an einer akuten Nierenschädigung. Hospitalisierte COVID-19-Patientinnen und -Patienten mit sekundärer akuter Nierenschädigung haben laut im „Journal of the American Society of Nephrology“ publizierten Daten ein um fast 50 Prozent erhöhtes Sterberisiko, verglichen mit acht Prozent bei Personen ohne Nierenschädigung.

Die 17 Patienten in der Studie der Mayo Clinic hatten ein Durchschnittsalter von 78 Jahren, bei 15 handelte es sich um Männer. Die meisten waren mehr als fünf Tage vor ihrem Tod ins Krankenhaus eingeliefert worden, und 53 Prozent berichteten über eine Hypertonie als Komorbidität. Andere am häufigsten beobachtete Komorbiditäten waren Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Die in dieser Studie verwendeten komplexen integrierten Bildgebungs- und Molekulartests ebnen laut Dr. Timucin Taner den Weg für ähnliche molekulare Analysen bei verschiedenen Erkrankungen, um immunvermittelte Nierenschäden sowohl bei Betroffenen mit eigener als auch mit transplantierter Niere zu untersuchen. Taner ist Transplantationschirurg an der Mayo Clinic, Immunologe und Seniorautor der Studie. „Bei uns laufen derzeit mehrere Projekte mit diesem Ansatz, mit dem Ziel, die zugrunde liegenden Mechanismen verschiedener Krankheiten zu identifizieren, damit wir Ärztinnen und Ärzten helfen können, diese Erkrankungen effektiver zu behandeln.“