Reminder: COVID-19 und seine ungleiche Wirkung auf den Stoffwechsel der Lunge

DMZ – WISSENSCHAFT ¦ Anton Aeberhard ¦

 

COVID-19, verursacht durch das Virus SARS-CoV-2, ist eine komplexe Krankheit, die in unterschiedlichem Schweregrad auftreten kann. Einige Betroffene bleiben asymptomatisch, während andere unter milden Symptomen wie Müdigkeit, Übelkeit und dem Verlust von Geschmack und Geruch leiden. In schweren Fällen kann es jedoch zu Hypoxie und akutem Atemnotsyndrom (ARDS) kommen, was letztlich zum Tod führen kann. Bis Ende 2023 verzeichnete die Weltgesundheitsorganisation weltweit über 700 Millionen COVID-19-Fälle, von denen 7 Millionen direkt auf die Infektion oder ihre Komplikationen zurückzuführen sind.

 

SARS-CoV-2: Ein hochansteckendes und schnell mutierendes Virus

SARS-CoV-2 ist bekannt für seine hohe Ansteckungsrate und die schnelle Mutation, was seine anhaltende Verbreitung trotz weitverbreiteter Impfstoffe erklärt. Selbst nach überstandener akuter Infektion berichten viele Patienten von anhaltender Müdigkeit, Atemnot, Brustschmerzen und der Entwicklung von Krankheiten wie Typ-2-Diabetes und posturalem orthostatischem Tachykardiesyndrom (POTS). Diese post-akuten Folgen, auch als "Long COVID" bekannt, sind bisher schlecht charakterisiert, was Diagnose, Prävention und Behandlung erschwert.

 

Bedeutung der Metabolomik in der Forschung

Der Metabolom, also die Gesamtheit der Moleküle mit einem Molekulargewicht unter 1500 Dalton in einem Organismus, ist äußerst sensibel gegenüber kleinen Veränderungen durch Alter, Geschlecht, Ernährung und Krankheiten. Daher ist die Metabolomik eine wertvolle Methode, um die Auswirkungen und Mechanismen von Krankheiten zu verstehen. Bisherige Studien zur Metabolomik haben sich meist auf Bioflüssigkeiten wie Plasma und Urin konzentriert. Diese können jedoch die heterogenen Stoffwechselprozesse in Organen nicht vollständig erfassen.

 

Neue Erkenntnisse durch räumliche Metabolomik

Eine aktuelle Studie, veröffentlicht auf bioRxiv, untersuchte die Auswirkungen von COVID-19 durch eine systematische räumliche Metabolomik-Analyse von Lungengewebe bei Mäusen, die mit einem für Mäuse adaptierten SARS-CoV-2-Stamm infiziert wurden. Diese Analyse offenbarte, dass COVID-19 den Stoffwechsel in verschiedenen Lungenregionen unterschiedlich beeinflusst. Besonders betroffen waren die peripheren Bereiche der unteren Lungenlappen, wo die stärksten metabolischen Veränderungen festgestellt wurden.

 

Die Studie identifizierte signifikante Stoffwechselstörungen in den peripheren Lungengeweben, insbesondere bei Aminosäuren, Fettsäuren und Eicosanoiden. Diese Veränderungen waren in den peripheren Geweben stärker ausgeprägt als in den zentralen Geweben, was helfen könnte zu erklären, warum periphere Lungengewebe häufiger durch COVID-19 geschädigt werden.

 

Implikationen für Long COVID und zukünftige Forschung

Die räumliche Metabolomik enthüllte, dass nach überstandener akuter Infektion die Stoffwechselstörungen und die Viruslast in den Lungengeweben signifikant variierten. Diese Erkenntnisse könnten Wege zur besseren Charakterisierung und Behandlung von Long COVID eröffnen. Zukünftige Studien sollten daher auch den Stoffwechsel von Gehirn, Bauchspeicheldrüse und Herz untersuchen, um die vielfältigen Symptome von Long COVID besser zu verstehen.

 

Die Studie zeigt, dass der Einsatz von räumlicher Metabolomik in der Forschung entscheidend sein kann, um die komplexen und lokalen Auswirkungen von COVID-19 auf den menschlichen Körper besser zu verstehen und gezielte Therapien zu entwickeln.

 

 

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