Angeborenes Immunsystem kaum Treiber für überschießende Immunreaktion bei COVID-19

Schwere COVID-19-Krankheitsverläufe gehen mit einem entgleisten Immunsystem einher, wobei große Mengen immunologischer Botenstoffe freigesetzt werden. Entgegen bisheriger Annahmen spielen bei diesen Prozessen Immunzellen der angeborenen Immunantwort offenbar keine relevante Rolle. Zu diesem Ergebnis kommt die von Prof. Zoe Waibler und Dr. Martina Anzaghe geleitete Forschungsgruppe des Paul-Ehrlich-Instituts und die Gruppe von Prof. Georg Kochs, Universitätsklinik Freiburg. Untersucht wurde der Einfluss einer SARS-CoV-2-Infektion auf wichtige Akteure des angeborenen Immunsystems. Über die Ergebnisse berichtet Frontiers in Immunology in seiner Online-Ausgabe vom 26.05.2021.

Das Coronavirus SARS-CoV-2 infiziert primär spezialisierte Zellen der Lunge (Pneumozyten) und Makrophagen, Zellen des angeborenen Immunsystems. Eine hohe SARS-CoV-2-Viruslast ist stark mit einer überschießenden Freisetzung immunologischer Botenstoffe (Zytokinsturm) assoziiert. Ein Zytokinsturm bedeutet für die betroffene Person eine schlechte Prognose für den Verlauf der Erkrankung: Bei kritisch kranken COVID-19-Patient:innen sind die Spiegel vieler Zytokine, u.a. auch eines der wichtigsten entzündungsfördernden Zytokine, des Interleukin-6 (IL-6) deutlich erhöht.

Bislang sind die frühen Immunantworten nach einer SARS-CoV-2-Infektion nicht vollständig verstanden. Es wird vermutet, dass das angeborene Immunsystem zu der massiven Zytokinproduktion und Pathogenese bei COVID-19 beiträgt.

Der Frage, welche Rolle menschliche angeborene Immunzellen – dendritische Zellen und Makrophagen – bei einer SARS-CoV-2-Infektion spielen, ging ein Forschungsteam um Dr. Martina Anzaghe und Prof. Zoe Waibler, Leiterin des Fachgebiets Produktprüfung immunologischer Arzneimittel der Abteilung Immunologie des Paul-Ehrlich-Instituts, gemeinsam mit Prof. Georg Kochs, Universitätsklinik Freiburg, nach.

In Laborexperimenten untersuchte die Forschungsgruppe die Prozesse, die bei Kontakt des Coronavirus SARS-CoV-2 mit humanen dendritischen Zellen und zwei Arten von Makrophagen des angeborenen Immunsystems ablaufen. Sie stellten fest, dass die Zellen von SARS-CoV-2 infiziert werden und die Zellen diese Infektion gut überstehen, also nicht zerstört werden. Die Infektion dieser Zellen führte darüber hinaus nicht zur Freisetzung neuer Viruspartikel – SARS-CoV-2 kann sich also offenbar nicht in diesen Zellen vermehren. Ein weiterer wichtiger Befund: Der Aktivierungszustand der Zellen, von dem auch abhängig ist, in welchem Ausmaß die Freisetzung von Zytokinen vermittelt wird, änderte sich kaum. Tatsächlich führte die Infektion dieser Zellen nicht zu einer Ausschüttung wichtiger Zytokine. Auch eine Ko-Infektion mit anderen Viren wie z.B. Grippe(Influenza)-Viren änderte diesen Befund nicht.

„Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass weder dendritische Zellen, noch Makrophagen relevant an der teilweise lebensbedrohlichen Entgleisung des Immunsystems bei COVID-19-Patientinnen und -Patienten beteiligt sind. Dies ist eine weitere wichtige Erkenntnis auf dem Weg zur Aufklärung der Prozesse, die nach SARS-CoV-2-Infektion zu den teils verheerenden Immunreaktionen führen. Ein besseres Verständnis könnte dazu beitragen, frühzeitig Risikopatientinnen und -patienten zu erkennen und besser behandeln zu können. Auch könnten diese Prozesse Aufschluss über grundsätzliche Mechanismen geben, die auch für andere Viren bedeutsam sein könnten“, erläutert Dr. Martina Anzaghe die Bedeutung der Ergebnisse dieser Untersuchung.

Originalpublikation

Niles MA, Gogesch P, Kronhart S, Ortega Iannazzo S, Kochs G, Waibler Z, Anzaghe M (2021): Macrophages and dendritic cells are not the major source of pro-inflammatory cytokines upon SARS-CoV-2 infection.
Front Immunol May 26 [Epub ahead of print].
Online-Abstract