Dr. Brent Palmer stellt die Hypothese auf, dass die Krankheit durch verborgene Virusreservoirs verursacht wird, die nach der Erstinfektion im Körper verbleiben.
Auch wenn die Einstufung als öffentlicher Gesundheitsnotstand COVID-19 in diesem Frühjahr ausläuft, bleiben die Auswirkungen der Pandemie bestehen. Ein ständiges Rätsel, das es seit dem ersten Jahr der Pandemie zu lösen gilt, ist die “lange COVID”, ein Zustand, bei dem die mit dem Virus infizierten Personen noch Monate oder sogar Jahre nach der Erstinfektion Symptome aufweisen.
“Man schätzt, dass eine von fünf Personen, die an COVID erkrankt sind, von langen COVID-Symptomen betroffen ist”, sagt Brent Palmer, PhD, außerordentlicher Professor für Allergie und klinische Immunologie an der University of Colorado School of Medicine. “Sie wird als anhaltende Symptome beschrieben, die länger als vier Wochen nach der Erstinfektion auftreten. Zu diesen Symptomen können Brustschmerzen, Husten, Kurzatmigkeit, Hirnnebel und Müdigkeit gehören.”
Das Virus, das sich hartnäckig hält
Palmer hat eine Theorie, warum lange COVID – auch bekannt als post-akute Folgeerscheinungen von COVID oder PASC – auftritt: Virusreservoirs, die im Körper verbleiben und das Immunsystem dazu veranlassen, bei seinen Bemühungen, sie zu beseitigen, überaktiv zu werden.
Der HIV-Forscher Palmer, der sich schon früh für die möglichen Ursachen der langwierigen COVID interessierte, initiierte im Jahr 2020 eine Studie, in der er eine Gruppe von 40 Patienten untersuchte, die mit COVID-19 infiziert waren. Bei zwanzig von ihnen verschwand das Virus vollständig, und 20 erkrankten anschließend an PASC. In Zusammenarbeit mit der CU-Pulmologin Sarah Jolley, MD, die die UCHealth Post-COVID-Klinik für PASC-Patienten leitet, sammelte Palmer Blut- und Stuhlproben von beiden Patientengruppen und suchte nach COVID-19-spezifischen T-Zellen, die im Körper aktiv blieben, nachdem die ursprüngliche COVID-Infektion verschwunden war.
“Wir nahmen diese Blutzellen und inkubierten sie mit kleinen Teilen und Stücken des Virus. Dann haben wir die Häufigkeit von zwei Arten von T-Zellen – CD4 und CD8 – untersucht, die mit der Produktion von Zytokinen reagieren”, sagt Palmer. “Die Zellen, die auf die Virusteile reagierten, waren spezifisch für SARS-CoV-2.
“Wir fanden eine sehr ausgeprägte Häufigkeit von zytotoxischen CD8-T-Zellen bei den Personen mit PASC”, fügt er hinzu. “Diese Reaktionen waren in der PASC-Gruppe bis zu 100-mal höher als bei den Personen, die keine langfristigen, anhaltenden Symptome hatten.”
Palmer, der sich auch mit HIV-Infektionen befasst, war erstaunt zu sehen, dass bei einigen Personen sechs Monate nach ihrer Erstinfektion fast 50 % ihrer T-Zellen gegen COVID-19 gerichtet waren.
“Das ist eine erstaunlich hohe Frequenz, viel höher als die, die wir normalerweise bei HIV sehen, wo die Virusreplikation ständig weiterläuft”, sagt er. “Diese Reaktionen waren in den meisten Fällen höher als die, die wir bei HIV sehen”.
Verbindungen zu den Lungen
Palmers Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift PLOS Pathogens veröffentlicht wurde, vergleicht die Häufigkeit von COVID-19-spezifischen T-Zellen und Entzündungsmarkern mit der Lungenfunktion bei Patienten, die entweder pulmonales PASC oder aufgelöstes COVID-19 hatten.
“Da wir diese Patienten aus der von Dr. Jolley geleiteten pulmonalen PASC-Klinik erhielten, hatten wir Zugang zu Lungenfunktionsdaten”, sagt er. “Die Patienten kamen zu uns und sagten: ‘Hey, ich habe seit sechs Monaten diesen hartnäckigen Husten oder diese Kurzatmigkeit’, und sie unterzog sie einem Lungenfunktionstest, um festzustellen, wie gut ihre Lunge funktionierte.”
Als Palmer seine Bluttestdaten mit Jolleys Lungendaten verglich, fand er eine umgekehrte Korrelation zwischen der Lungenfunktion und der Häufigkeit der COVID-19-spezifischen T-Zellen im Blut.
“Je höher die Häufigkeit der COVID-spezifischen T-Zellen im Blut der betreffenden Person war, desto schlechter waren ihre Lungenfunktionstests”, sagt er. “Das zeigte eine wirklich starke Verbindung zwischen diesen T-Zellen, die möglicherweise die Krankheit auslösen, und einem tatsächlichen Indikator für die Krankheit, nämlich der verminderten Lungenfunktion. Das war eine entscheidende Entdeckung.”
Verstärkte Immunreaktion
Die Ergebnisse veranlassten Palmer und sein Forschungsteam zu der Theorie, dass die PASC-Symptome durch das Immunsystem ausgelöst werden, das als Reaktion auf das COVID-Virus, das nach der Erstinfektion im Körper verborgen bleibt, die Entzündung verstärkt.
“Wir glauben, dass eine überschießende Immunreaktion das Problem verursacht”, sagt er. “Wir vermuten, dass irgendwo im Körper ein Restvirus verbleibt, das jedoch nicht durch einen Nasenabstrich nachgewiesen werden kann. Es hat sich gezeigt, dass Personen, die an schwerer akuter COVID gestorben sind, das Virus überall im Körper hatten. Bei der Autopsie dieser Personen kann das Virus im Gehirn, in den Nieren, in der Lunge und im Darm gefunden werden.”
Eine nachfolgende PASC-Studie, die im Januar in der Fachzeitschrift Gut veröffentlicht wurde und von Palmer und Catherine Lozupone, PhD, außerordentliche Professorin für biomedizinische Informatik, geleitet wird, untersucht die Daten der Stuhlproben, die von den PASC-Patienten in seiner Studie genommen wurden. Sie zeigt, dass die Zusammensetzung der Darmbakterien im Stuhl von Personen mit PASC mit erhöhten Entzündungsmarkern im Blut in Verbindung steht, was darauf hindeutet, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und systemischer Entzündung bei PASC gibt.
Wie antivirale Mittel helfen können
Beide Studien, so Palmer, legen nahe, dass ein antivirales Medikament wie Paxlovid eine wirksame Behandlung für PASC sein könnte.
“Es gibt Studien mit Personen, die schon lange an COVID erkrankt sind, die gezeigt haben, dass eine Impfung einen leichten Rückgang der Symptome bewirkt”, sagt er. “Wenn man sie impft, steigert man ihre Immunreaktion noch mehr, erhält vielleicht eine bessere Antikörperreaktion, beseitigt diese Virusreservoirs und führt so zu einer Verringerung der Symptome. Andere Studien haben gezeigt, dass die Verabreichung von Paxlovid die Virusreplikation unterdrücken kann, und sobald die virale Anwendung unterdrückt ist, wird die virusspezifische Immunreaktion nachlassen.
“Einige der frühen Daten aus diesen Studien, vor allem die Paxlovid-Studie, deuten darauf hin, dass die Unterdrückung des Virus mit Hilfe eines antiviralen Medikaments eine Behandlung für lange COVID sein könnte”, fährt er fort. “Es unterstützt auch die Idee, dass es vielleicht noch irgendwo ein Restvirus gibt, auf das wir bisher keinen Zugriff hatten. Unsere Forschung deutet darauf hin, dass das Virus in einem versteckten Reservoir bei einigen Personen noch produziert wird, lange nachdem sie mit einem Nasenabstrich negativ getestet wurden.”
