In einer neuen Studie enthüllen Forscher der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania den Mechanismus, wie die anhaltende Entzündung, die nach einer Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 auftritt, zu langfristigen neurologischen Symptomen führt. Sie fanden heraus, dass Patienten mit LONG COVID – Langzeitsymptomen wie Gehirnnebel, Müdigkeit oder Gedächtnisverlust, die Monate oder Jahre nach der Infektion mit SARS-CoV-2 - auftreten – einen verringerten zirkulierenden Spiegel des Neurotransmitters Serotonin aufweisen. Die Ergebnisse wurden am 16. Oktober 2023 online in der Zeitschrift Cell unter dem Titel „Serotoninreduktion bei postakuten Folgen einer Virusinfektion“ veröffentlicht.
Laut den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) wird fast jeder fünfte erwachsene US-Amerikaner, der mit SARS-CoV-2 infiziert ist, Symptome des Wachstums neuer Kronen aufweisen. Die meisten Patienten klagen über Konzentrationsschwierigkeiten, Konzentrationsschwierigkeiten, Gedächtnisprobleme, allgemeine Müdigkeit und Kopfschmerzen. Die Mechanismen, die zum Wachstum neuer Kronen führen, wurden nicht eingehend untersucht, und es wurden auch keine Behandlungen entwickelt, die diese langfristigen Symptome allgemein wirksam lindern können.
Dr. Maayan Levy, Co-Autorin des Artikels und Assistenzprofessorin an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania, sagte: „Viele Aspekte der zugrunde liegenden Biologie hinter langen neuen Kronen sind noch unklar. Daher fehlen uns wirksame Instrumente zur Diagnose und Behandlung dieser Krankheit. Unsere Erkenntnisse könnten nicht nur helfen, einige der Mechanismen zu entschlüsseln, die zu langen neuen Kronen führen, sondern uns auch Biomarker liefern, die Klinikern bei der Diagnose von Patienten und der objektiven Messung ihrer Reaktion auf die Behandlung helfen können.“
Weg von der akuten SARS-CoV-2-Infektion zu langen neuen Kronen
Diese Autoren untersuchten die Auswirkungen von Long Neoguan auf Blut- und Stuhlproben aus verschiedenen klinischen Studien und Kleintiermodellen. Sie stellten fest, dass Spuren des SARS-CoV-2-Virus in Stuhlproben einer Untergruppe von Patienten mit SARS-CoV-2 sogar Monate nach einer akuten SARS-CoV-2-Infektion verblieben, was darauf hindeutet, dass Bestandteile des Virus noch lange nach der Infektion im Darmtrakt einiger Patienten verblieben. Sie fanden heraus, dass dieses Restvirus, ein sogenanntes Virusreservoir, das Immunsystem dazu veranlasst, Proteine namens Interferone freizusetzen, die das Virus bekämpfen. Diese Interferone verursachen Entzündungen, die die Aufnahme der Aminosäure Tryptophan im Magen-Darm-Trakt verringern.
Tryptophan ist der Baustein mehrerer Neurotransmitter, darunter Serotonin, das hauptsächlich im Magen-Darm-Trakt produziert wird und Nachrichten zwischen Nervenzellen im Gehirn und im gesamten Körper überträgt. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Gedächtnis, Schlaf, Verdauung, Wundheilung und anderen Funktionen, die die Homöostase aufrechterhalten. Serotonin ist auch ein wichtiges regulatorisches Molekül im Vagusnerv, einem System von Neuronen, das die Kommunikation zwischen Körper und Gehirn vermittelt.
Die Autoren stellten fest, dass bei einer verringerten Tryptophan-Aufnahme aufgrund einer fortdauernden viralen Entzündung der Serotoninspiegel sinkt und die Signalübertragung über den Vagusnerv gestört ist. Dies wiederum verursacht einige der mit dem Wachstum neuer Kronen verbundenen Symptome, wie z. B. Gedächtnisverlust.
Mögliche Ziele für neue Langzeit-Kronentherapie aufgedeckt
Mögliche Ziele für neue Langzeit-Kronentherapie aufgedeckt
Dr. Sara Cherry, Co-Autorin des Artikels und Professorin für Pathologie und Labormedizin an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania, sagte: „Kliniker, die Patienten mit langen, neuen Kronen behandeln, haben sich immer auf die persönlichen Berichte der Patienten verlassen, um zu bestimmen, ob sich ihre Symptome gebessert haben. Unsere Studie legt nun nahe, dass wir mithilfe einer Reihe von Biomarkern Patienten Behandlungen oder klinischen Studien zuordnen können, die auf die spezifische Ursache der Symptome langer, neuer Kronen abzielen, und so ihre Fortschritte effektiver beurteilen können.“
Bild von Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.09.013.
Diese Autoren gingen mit dieser Erkenntnis noch einen Schritt weiter und untersuchten, ob die Ergänzung von Tryptophan oder Serotonin bei Patienten mit Tryptophan- oder Serotoninmangel die Symptome langer neuer Kronen behandeln könnte. Sie zeigten, dass die Behandlung mit Serotoninvorläufern oder selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmern (SSRI) den Serotoninspiegel wiederherstellte und Gedächtnisdefizite in einem Kleintiermodell umkehrte.
Dr. Benjamin Abramoff, Co-Autor der Studie und Assistenzprofessor für klinisch-physikalische Medizin an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania, sagte: „Es gibt einige Hinweise darauf, dass SSRIs das Wachstum neuer Kronen wirksam verhindern können. Unsere Studie bietet die Möglichkeit, in zukünftigen Studien gezielt Patienten mit Serotoninmangel für klinische Studien auszuwählen und die Reaktion auf die Behandlung messen zu können.“
Darüber hinaus bietet die Erkenntnis, wie Virusinfektionen die Tryptophan-Aufnahme beeinflussen, zusätzliche Möglichkeiten, andere Prozesse, die von Tryptophan beeinflusst werden, weiter zu untersuchen. Während sich diese neue Studie auf Serotonin konzentrierte, ist Tryptophan der Baustein für viele andere wichtige Metabolite, wie Niacin (das dem Körper hilft, Nahrung in Energie umzuwandeln) und Melatonin (ein Hormon, das zirkadiane Rhythmen und Schlaf reguliert).
Dr. Christoph Thaiss, Co-Autor der Studie und Assistenzprofessor für Mikrobiologie an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania, sagte: „Das Wachstum einer neuen Krone ist von Person zu Person unterschiedlich und wir verstehen noch nicht ganz, was die unterschiedlichen Symptome verursacht. Unsere Studie bietet eine einzigartige Gelegenheit für weitere Forschungen, um festzustellen, wie viele Patienten mit langen neuen Kronen von den Signalwegen betroffen sind, die virale Persistenz, Serotoninmangel und Vagusfunktionsstörung miteinander verbinden, und um zusätzliche Ziele für die Behandlung der unterschiedlichen Symptome der Patienten zu entdecken.“
