Corona-Spätfolgen – Das stellt Covid-19 mit unserem Gehirn an
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Covid-typische EntzündungsreaktionDas stellt Covid-19 mit unserem Gehirn an

Nach einem schweren Verlauf leiden viele Covid-19-Patienten unter Sprach- und Erinnerungsstörungen oder Depressionen. Forschende haben nun die Ursache ausgemacht: Sie konnten erstmals entzündete Hirnzellen nachweisen.

von
Fee Anabelle Riebeling
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Schwindel, Sprachstörungen, Gedächtnisverlust und Depressionen – es gibt mehrere Hinweise darauf, dass das Coronavirus Sars-CoV-2 auch dem Gehirn zusetzt. 

Schwindel, Sprachstörungen, Gedächtnisverlust und Depressionen – es gibt mehrere Hinweise darauf, dass das Coronavirus Sars-CoV-2 auch dem Gehirn zusetzt.

Foto: Getty Images/iStockphoto
Ein US-deutsches Forschendenteam hat sich mit den Ursachen befasst und herausgefunden, dass Immun- und Barrierezellen im Gehirn bei schwer erkrankten Covid-Patientinnen und -Patienten aktiviert werden. Die anderen dadurch betroffenen Zellen …

Ein US-deutsches Forschendenteam hat sich mit den Ursachen befasst und herausgefunden, dass Immun- und Barrierezellen im Gehirn bei schwer erkrankten Covid-Patientinnen und -Patienten aktiviert werden. Die anderen dadurch betroffenen Zellen …

Wikimedia Commons/Life Science Databases(LSDB)/CC BY-SA 2.1 jp
… zeigen bei den aktiven Genen ähnliche Merkmale wie bei Schizophrenie, Depressionen und anderen kognitiven Erkrankungen. Die Studie wurde im renommierten Fachjournal «Nature» veröffentlicht.

… zeigen bei den aktiven Genen ähnliche Merkmale wie bei Schizophrenie, Depressionen und anderen kognitiven Erkrankungen. Die Studie wurde im renommierten Fachjournal «Nature» veröffentlicht.

Screenshot Nature 2021/Yang, A.C., Kern, F., Losada, P.M. et al. 

Darum gehts

  • Auch nach 16 Monaten sind viele Fragen zu Sars-CoV-2 und Covid-19 noch offen.

  • Eine davon hat nun ein US-deutsches Forschendenteam geklärt.

  • Sie konnten nachweisen, dass Teile des Gehirns nach der Erkrankung denen von Schizophrenie- und Depressionspatienten ähneln.

Viele Covid-19-Patienten haben nach schweren Krankheitsverläufen neurologische Beschwerden, etwa Sprach- und Erinnerungsstörungen oder Depressionen. Bisher ist jedoch noch wenig darüber bekannt, was das Coronavirus im Gehirn genau bewirkt. Ein Forschendenteam der Universität des Saarlandes und der Stanford University hat herausgefunden, dass Immun- und Barrierezellen im Gehirn bei schwer erkrankten Covid-19-Patienten aktiviert werden. Die anderen dadurch betroffenen Zellen zeigen bei den aktiven Genen ähnliche Merkmale wie bei Schizophrenie, Depressionen und anderen kognitiven Erkrankungen.

«Verschiedene Studien haben bereits gezeigt, dass Viren Entzündungen im Gehirn auslösen können. Ob auch Covid-19 dazu in der Lage ist, darüber konnte bisher nur spekuliert werden. Wir wollten in unserer Forschungsarbeit herausfinden, was genau auf zellulärer Ebene im Gehirn passiert, wenn Patienten schwer an Covid-19 erkrankt sind», so Andreas Keller, Professor für Klinische Bioinformatik an der Universität des Saarlandes.

Rund 65’000 Zellkerne aus 30 Hirnproben analysiert

Für die im Fachjournal «Nature» veröffentlichte Studie haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Gewebeproben von acht an Covid-19 verstorbenen Patienten und 14 Kontrollpatienten, von denen einer infolge einer Infektion mit dem Grippevirus verstorben war, untersucht. Das Gewebe stammte aus dem Frontallappen der Grosshirnrinde sowie dem Plexus choroideus, einem baumartigen Adergeflecht, das unter anderem die Gehirnflüssigkeit bildet. Die Hirnrinde versammelt viele verschiedene Nervenzellen, die unser Verhalten sowie die Konzentration und Handlungsfähigkeit steuern. Der Plexus choroideus stellt zudem eine wichtige Barriere dar zwischen den strikt getrennten Systemen Blutkreislauf und den mit Hirnflüssigkeit gefüllten Hohlräumen im Gehirn.

«In Stanford wurden mithilfe einer RNA-Einzelzellsequenzierung die aktiven Genen jeder einzelnen Zelle der Gewebeproben betrachtet. Insgesamt haben wir so rund 65’000 Zellkerne aus 30 Hirnproben analysiert», erklärt Keller. «Wir stellten fest, dass durch Covid-19 eine für die Erkrankung typische Entzündungsreaktion im Gehirn ausgelöst wird.»

«Wir stellten fest, dass durch Covid-19 eine für die Erkrankung typische Entzündungsreaktion im Gehirn ausgelöst wird.»

Andreas Keller, Professor für Klinische Bioinformatik an der Universität des Saarlandes

Nicht das Virus überwindet die Blut-Hirn-Schranke

Trotz systematischer Analysen konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler keine Erbinformation von Sars-CoV-2 im Gehirn nachweisen, das Virus selbst hatte also offenkundig nicht die Blut-Hirn-Schranke überwunden. «Wir konnten aber in den Genanalysen sehen, dass die Immunzellen im Hirngewebe, die sogenannten Mikroglia, bei den an Covid verstorbenen Patienten stark aktiviert waren. Zusätzlich konnten wir aktivierte T-Zellen, sogenannte Lymphozyten, nachweisen, die vom Blut ins Gehirn gewandert sind. Sie verstärkten dann dort noch einmal das entzündete Milieu», sagt der Bioinformatiker.

Eine solche Entzündung des Nervengewebes im Gehirn, die auch als Neuroinflammation bezeichnet wird, konnten die Forscher weder bei dem an Influenza verstorbenen Patienten noch den anderen Kontrollpatienten feststellen.

Muster wie bei Schizophrenie und Depression

Weitere Unterschiede konnten die Forschenden bei den aktivierten Genen der Nervenzellen (Gliazellen) und den Immunzellen (Mikroglia), sehen. «Letztere sind für eine normale Funktion der Nervenzellen notwendig, können jedoch auch chronische Krankheiten auslösen. Die veränderten molekularen Prozesse, die beim Ein- und Ausschalten der Gene in den Gehirnzellen zu beobachten waren, ähneln den Mustern, die wir von anderen neurologischen und psychischen Erkrankungen kennen, etwa der Schizophrenie, bei Depression oder kognitiven Schwächen», erklärt der Erstautor der Studie, Fabian Kern.

Dass Entzündungen im Gehirn Depressionen auslösen können, hatten kanadische Forschende im Jahr 2015 erstmals nachgewiesen. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten sie im Fachjournal «Jama Psychiatry».

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