Studie: COVID-19 könnte eine Amnesie des Immunsystems verursachen

Shiv Pillai, MD, PhD, Mitglied des Ragon Institute of MGH, MIT und Harvard und Professor an der Harvard Medical School, war leitender Autor einer Arbeit in Cell, „Verlust von Bcl-6-exprimierenden T-Follikel-Helferzellen und Keimzentren in COVID-19“, die zeigen, dass hohe Konzentrationen einiger Zytokine, die bei COVID-19-Patienten als Teil eines Zytokinsturms beobachtet wurden, die Entwicklung einer Langzeitimmunität gegen SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, verhindern können.

SARS-CoV-2, das Coronavirus, das COVID-19 verursacht, ist ein naher Verwandter eines Virus, das eine Krankheit namens SARS (Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom) verursachte, die 2002 in China auftrat und 2003 ausgerottet wurde.

Ein weiteres verwandtes Coronavirus verursacht eine ähnliche Krankheit namens MERS (Middle East Respiratory Syndrome). MERS trat 2012 in Saudi-Arabien als Epidemie auf und grassiert immer noch in diesem Teil der Welt.

Nach einigen Infektionen wie Masern oder Mumps sind Patienten, die überleben, für sechs oder sieben Jahrzehnte durch langlebige Antikörper geschützt. Sowohl bei SARS als auch bei MERS gingen jedoch die von den meisten Patienten gebildeten Antikörper in der Regel innerhalb eines Jahres nach der Infektion zurück.

Es ist noch zu früh, um zu wissen, wie lange Antikörper bei Patienten, die sich von COVID-19 erholen, persistieren werden. Sowohl bei einer leichten als auch bei einer schweren Erkrankung fehlen den für das SARS-CoV-2-Virus spezifischen Antikörpern jedoch bestimmte Merkmale, die charakteristisch für Antikörper sind, die zu langlebigen Immunreaktionen führen. Wir versuchten zu verstehen, warum den Antikörpern in COVID-19 möglicherweise die gleiche Haltbarkeit fehlt.

Ein einzigartiges Merkmal unserer Studie ist, dass wir sowohl das Blut von COVID-19-Patienten als auch die spezifischen Stellen im Körper untersucht haben, an denen Immunreaktionen ausgelöst werden.

Wie Immunreaktionen erzeugt werden

Schützende Immunmoleküle, Antikörper genannt, werden nach einer Infektion oder Impfung vom Körper gebildet. Ähnlich der Art und Weise, wie der Schlüssel in ein Schloss passt, sind Antikörper speziell darauf ausgerichtet, an den Erreger zu binden, der die Infektion verursacht hat. Trifft der Körper erneut auf den gleichen Erreger, werden diese Immunzellen rasch mobilisiert, um eine erneute Infektion zu verhindern oder zu begrenzen.

Antikörperreaktionen und das Immungedächtnis werden nicht am Ort der Infektion selbst ausgelöst, sondern in benachbarten Strukturen, den so genannten Lymphknoten. Bei einer Virusinfektion der Lunge zum Beispiel gelangen Fragmente des Virus in benachbarte Lymphknoten im Brustkorb. Wenn ein Virus aus den betroffenen Geweben, wie z.B. der Lunge, austritt und ins Blut gelangt – wie dies bei schwereren Fällen von COVID-19 der Fall ist – können auch in der Milz Antikörperreaktionen ausgelöst werden.

Wenn Fragmente eines Virus in den Lymphknoten gelangen, treffen sie auf Immunzellen, die B-Zellen genannt werden. Jede unserer B-Zellen erkennt einen anderen Erreger, und wenn ein Patient COVID-19 hat, werden nur die spezifischen B-Zellen aktiviert, die SARS-CoV-2 erkennen.

Ein anderer spezieller Typ von Immunzellen, die so genannten T-Helferzellen, sendet dann ein Signal, um bei der Schaffung einer Struktur zu helfen, die als Keimzentrum bezeichnet wird. In diesen Zentren helfen die B-Zellen, sich schnell zu entwickeln, bis sie die für die Bekämpfung des Erregers am besten geeignete Version erzeugen.

Sobald die ideale B-Zelle geschaffen ist, helfen die Keimzentren dabei, sie als Gedächtnis-B-Zellen zu verewigen, die buchstäblich ewig leben können. Auf diese Weise werden B-Gedächtniszellen, falls der Körper jemals auf denselben Erreger trifft, diesen erkennen, oft jahrzehntelang, und eine Antikörperreaktion zur Bekämpfung der Infektion einleiten.

Krankheitserreger mutieren und entwickeln sich weiter und würden uns regelmässig besiegen, wenn wir nicht die Fähigkeit hätten, darauf mit der Mutation unserer eigenen Gene in den B-Zellen des Keimzentrums zu reagieren, um die besten B-Zellen für eine wirksame Bekämpfung des Feindes auszuwählen.

COVID-19 und Amnesie des Immunsystems

Das SARS-CoV-2-Virus stört den Prozess der Gedächtnisbildung, indem es die Entwicklung der T-Zellen verhindert, die den B-Zellen helfen, Keimzentren zu bilden. Wenn der Körper keine Keimzentren bilden kann, kann er auch nicht die Gedächtnis-B-Zellen schaffen, die sich daran erinnern, wie die Krankheit zu bekämpfen ist.

Wir glauben, dass der Übeltäter wahrscheinlich das Zytokin COVID-19 ist – große Zuflüsse von Immunsignalmolekülen, die die normalen Prozesse des Immunsystems stören können.

Wenn eine Person ein zweites Mal infiziert wird, erinnert sich das Immunsystem unter Umständen nicht mehr daran, wie es am besten bekämpft werden kann, was zu einer „Immunamnesie“ führt. Dieses ungewöhnliche Phänomen verringert die Chancen, nach einer natürlichen Infektion eine robuste und langlebige Herdenimmunität zu entwickeln, erheblich.

Wenn wir uns allein auf die natürliche Infektion verlassen würden, um dieses Virus in der Gesamtpopulation zu beseitigen, gäbe es wahrscheinlich einige Monate lang eine gewisse Immunität bei genesenen Patienten, aber es könnte die Chance einer Reinfektion in vielleicht sechs Monaten oder einem Jahr später bestehen. Wir haben dieses Phänomen bei schweren COVID-19-Infektionen am eingehendsten untersucht, aber bisher gibt es keinen Beweis dafür, dass leichte Infektionen Gedächtnis-B-Zellen erzeugen.

Der Verlust von Keimzentren ist einzigartig bei schweren Infektionskrankheiten, aber es ist unwahrscheinlich, dass er nach einer Impfung auftritt, da Impfstoffe darauf ausgelegt sind, Keimzentren effizienter zu induzieren. Daher glauben wir, dass eine Impfung der beste Weg sein könnte, um eine robuste und wirksame Herdenimmunität zu erzeugen.

Die Erkenntnisse, die wir aus unseren Studien zu COVID-19 gewonnen haben, könnten uns helfen, in Zukunft für eine Reihe von Krankheiten langlebigere Impfstoffe zu entwickeln.