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Covid-19-Lungenversagen: Warum Betroffene lange beatmet werden müssen

Bei der Mehrheit der PatientInnen mit schwerem COVID-19 vernarbt die Lunge in starkem Ausmaß, so dass Patienten häufig eine Langzeit-Sauerstoffunterstützung brauchen oder sogar an eine künstliche Lunge (ECMO) angeschlossen werden müssen. Beim Krankheitsgeschehen spielen offenbar Fresszellen des Immunsystems eine zentrale Rolle, darauf weist eine aktuelle deutsche Studie hin. Sie treiben die ungewöhnlich starke Vernarbung voran und sind der Grund dafür, warum Betroffene so lange beatmet werden müssen.

Für die Studie untersuchte das Team die Lungen verstorbener COVID-19-Patienten anhand verschiedener mikroskopischer Aufnahmen. Bei fast allen Betroffenen wurden enorme Schäden entdeckt: Die Lungenbläschen waren weitgehend zerstört, die Wände deutlich verdickt und es fanden sich ausgeprägte Ablagerungen von Kollagen, welches ein Hauptbestandteil von Narbengewebe ist. „All dies ist charakteristisch für eine schwere Fibrose“, so Peter Boor von der Uniklinik Aachen.

Weitere Analysen an Immunzellen in Lungenspülungen und -gewebe schwer erkrankter oder verstorbener COVID-19-Patienten mit Lungenversagen zeigten, dass sich hier bevorzugt bestimmte Immunzellen, sogenannte Fresszellen (Makrophagen) ansammeln und Kollagen produzieren, ähnlich einer idiopathischen Lungenfibrose. Bei dieser unheilbaren Erkrankung vernarbt die Lunge unaufhaltsam bis zum Verlust der Organfunktion.

Im Unterschied dazu ist die Vernarbung bei Covid-19 aber zumindest potentiell reparabel. Bei Betroffenen, die genasen, gelang es dem Körper, die Verdichtungen teilweise aufzulösen. Nun wird untersucht, welche zellulären Prozesse dazu führen, dass sich eine Fibrose zurückbildet – damit könnte COVID-19-Betroffenen und auch PatientInnen mit bisher unheilbarer Lungenfibrose geholfen werden.

Referenz:
Charité Berlin, RWTH Aachen, Helmholtz Zentrum Würzburg, Robert-Koch-Institut
SARS-CoV-2 infection triggers profibrotic macrophage responses and lung fibrosis, Cell 2021;  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867421013830

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Antikörper gegen harmlose Coronaviren helfen gegen SARS-CoV-2

Manche Menschen scheinen trotz einer akuten Infektion mit SARS-CoV-2 besser als andere geschützt zu sein. Könnte das daran liegen, dass diese aufgrund einer zurückliegenden Immunreaktionen gegen andere menschliche Coronaviren, die meist nur zu harmlosen Erkältungen führen, einen gewissen Schutz vor SARS-CoV-2 haben? Dieser Frage sind nun Forschende der Universität Zürich nachgegangen

Die Antwort darauf: „Personen, die ausgeprägte Immunantworten gegen menschliche Coronaviren haben, sind bis zu einem gewissen Grad auch vor einer Infektion mit SARS-CoV-2 geschützt», so Alexandra Trkola, UZH. Die Forschenden analysierten mit einem eigens entwickelten Testverfahren die Menge an unterschiedlichen Antikörpern gegen die vier anderen gegenwärtig zirkulierenden menschlichen Coronaviren im Blutserum von 825 Spendern aus der Zeit vor dem Auftreten von SARS-CoV-2 und untersuchten auch 389 Proben von Spendern, die sich mit SARS-CoV-2 infiziert hatten. Kombiniert mit computergestützten Modellierungen ermöglicht diese Analyse präzise Vorhersagen, wie gut die Antikörper an eindringende Viren binden und sie neutralisieren.
Die Forschenden konnten zeigen, dass Personen, die sich mit SARS-CoV-2 infiziert hatten, geringere Mengen an Antikörpern gegen die Erkältungs-Coronaviren hatten. Zudem mussten SARS-CoV-2-Infizierte mit hohen Antikörperwerten gegen die harmlosen Coronaviren weniger häufig hospitalisiert werden.

Offen ist, ob die Kreuzreaktivität auch umgekehrt funktioniert. Ob also eine Immunität gegen SARS-CoV-2 auch vor anderen menschlichen Coronaviren schützt. Ist dies der Fall, würden wir einem umfassenden Schutz gegen Coronaviren, also auch neu auftretenden Varianten, einen großen Schritt näherkommen, so die Wissenschaftler.

Referenz:
UZH
Multifactorial seroprofiling dissects the contribution of pre-existing human coronaviruses responses to SARS-CoV-2 immunity; Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-27040-x

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Covid-19: Geringes Übertragungsrisiko beim Fußballspielen

Die Pandemie wirkt sich negativ auf die Gesundheit von Kindern aus: bei vielen zeigen sich deutlich höhere Blutzuckerwerte und Insulinspiegel, also eine Entwicklung in Richtung Typ-2-Diabetes. Schuld am zugrundeliegenden steigenden Übergewicht liegt unter anderem an der mangelnden Bewegung während der Lockdowns. Ein Mehr an sportlicher Betätigung würde diese Entwicklung einbremsen. Allerdings nur, wenn die Sportart auch mit einem geringen Ansteckungsrisiko für Coronaviren verbunden ist. Ob dies beim Fußballspielen gegeben ist, wurde nun wissenschaftlich untersucht.

Von August 2020 bis März 2021 sammelten Forschende von der Profiliga über den Amateurfußball bis zum Jugendfußball knapp 1300 Verdachtsfälle einer Ansteckung mit dem Coronavirus. Daraus identifizierten sie 104 Situationen, bei denen mit sehr großer Wahrscheinlichkeit ein infektiöser Spieler an einer Trainingseinheit oder einem Spiel teilnahm. Mittels Contact Tracing und Videoanalysen wurden anschließend potenziell relevante Übertragungswege evaluiert. Die Videoanalysen zeigten, dass infektionsrelevante Kontakte beim Fußballspielen nur selten und in der Regel von sehr kurzer Dauer sind.
Bei nur zwei von 104 untersuchten Fälle konnte eine Übertragung auf dem Feld nicht komplett ausgeschlossen werden.

Die Forschenden schlagen daher vor, Hygienemaßnahmen und Anordnungen der Gesundheitsämter auf Situationen außerhalb des Spielfelds zu beschränken und von pauschalen Quarantänemaßnahmen für die gegnerische Mannschaft abzusehen, wenn keine engen Kontakte außerhalb des Spielfelds stattgefunden haben.
Zu bedenken gilt allerdings auch, dass die Daten aus einem Zeitraum stammen, in dem die Delta-Variante noch nicht die vorherrschende Virusvariante war.

Referenz:
Universität Basel, Universität des Saarlandes
Risk of SARS-CoV-2 transmission from on-field player contacts in amateur, youth and professional football (soccer), British Journal of Sports Medicine 2021; https://bjsm.bmj.com/content/early/2021/10/17/bjsports-2021-104441

#sport #pandemie #corona #ansteckung #fussball #diabetes #lockdown #medizin #medimpressions

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Coronaimpfung: Spray statt Spritze

Wer sich vor Nadeln fürchtet oder mRNA-Impfstoffe vermeiden möchte, dem steht in Zukunft möglicherweise ein Alternative zur Impfung zur Verfügung: die Verabreichung eines Impfstoffs via Nasenspray. MolekularbiologInnen an der Universität Graz haben einen Vakzin-Kandidaten entwickelt, der günstig in der Produktion, bei Raumtemperatur haltbar und ohne ausgebildetes Personal als Nasenspray zu verabreichen ist.

Als Trägermaterial für den Impfstoff verwendete das Team um Studienleiter Stefan Schild abgeschnürte Außenmembranen von Cholera- und Kolibakterien. Diese wurden mit Informationen über das charakteristische Spike-Protein des Covid-Erregers „bestückt“, damit das Immunsystem das Virus als Feind erkennt und bekämpfen kann. Im Mausmodell war das potenzielle Vakzin ähnlich wirksam wie die bereits zugelassenen Impfstoffe.

Auch wenn die Entwicklung die aktuelle Welle nicht mehr brechen kann, sieht Schild großes Potenzial für die neue Technologie: „In Afrika sind erst drei Prozent der Bevölkerung immunisiert, und die derzeit verfügbaren Impfstoffe werden sicher nicht ausreichen, um die Pandemie dauerhaft unter Kontrolle zu bringen.“ Gerade die einfache Produktion und Verteilung sieht er als großes Plus seines Kandidaten, den er in enger Zusammenarbeit mit der Tufts University in Massachusetts entwickelt hat. Die Verabreichung über die Nase erhöht wahrscheinlich auch die Wirksamkeit, da die Abwehrkräfte in den Schleimhäuten aktiviert werden, was bei intramuskulären Injektionen nicht der Fall ist. Darüber hinaus kann das bereits bewährte Trägermaterial für eine ganze Reihe weiterer Infektionskrankheiten adaptiert werden.

Referenz:
Universität Graz; Tufts University, Boston
An intranasal vaccine based on outer membrane vesicles against SARS-CoV-2, Frontiers in Microbiology 2021; https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.752739/abstract

#vakzin #impfstoff #corona #pandemie #impfung #nasenspray #immunisierung #medizin #medimpressions

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Covid-19: Dreifach erhöhtes Dialyserisiko

Langzeitfolgen einer symptomatischen SARS-CoV-2-Infektion können die Lunge und verschiedene andere Organe betreffen. Darunter auch die Nieren, wie eine eben veröffentlichte Studie an einer Kohorte von über 1,7 Millionen US-Veteranen belegt.  Darunter waren fast 100.000 ehemalige COVID-19-Patienten (30-Tage-Überlebende nach postivem Testergebnis) und 1.6 Millionen nicht-infizierte Kontrollen. Die mediane Nachbeobachtungszeit betrug rund 170 Tage. Analysiert wurden das Risiko einer AKI (akute Nierenschädigung), eine Abnahme der glomerulären Filtrationsrate (eGFR), Notwendigkeit einer chronischen Dialysebehandlung und schwere renale Ereignisse (MAKE, major adverse kidney events). MAKE waren definiert als eGFR-Verlust von mindestens 50%, chronische Dialysepflicht oder Todesfälle.

Die Ergebnisse sind alarmierend: Patienten, die COVID-19 überstanden haben, sind stark gefährdet, eine chronische Nierenerkrankung (CKD) zu erleiden. Gegenüber nicht erkrankten Menschen ist ihr Lebenszeitrisiko ein Dialysepatient zu werden, fast dreimal so hoch. Bei allen ehemals Erkrankten wurde im Verlauf auch ein signifikant erhöhter, jährlicher Verlust der glomerulären Filtrationsrate (eGFR) beobachtet.

Der Anstieg des Risikos von Post-COVID-Nierenschäden war zwar abhängig vom Schweregrad der akuten COVID-19-Erkrankung, doch bereits bei den Erkrankten, die nur ambulant behandelt werden mussten, war das renale Risiko deutlich erhöht. Bei ihnen war der jährliche Rückgang der eGFR im Vergleich zu den Kontrollpatienten fast um das Siebenfache erhöht.

Experten betonen, dass auch die typischen Symptome eines Long-COVID-Syndroms, wie Fatigue, Konzentrationsschwäche oder Kopfschmerzen, Symptome einer chronischen Nierenerkrankung sein können und dass immer auch an eine chronische Nierenerkrankung gedacht werden sollte.

Referenz:
Washington University of Medicine in St. Louis
Kidney Outcomes in Long COVID, J Am Soc Nephrology 2021; https://jasn.asnjournals.org/content/early/2021/08/25/ASN.2021060734

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Kinderkrankheiten: Pandemie verursacht Impflücke

Durch nationale Impfprogramme können Kinderkrankheiten wie Diphterie, Keuchhusten oder Kinderlähmung, die in früheren Jahrhunderten zu viel Leid geführt haben, nun relativ gut bewältigt werden. Während der Corona-Krise sind bei Kindern und Jugendlichen jedoch dramatische Impflücken entstanden, warnen Mediziner.

So wurden durch die Covid-19-bedingten Schulschließungen 2020 und 2021 praktisch keine Schulimpfungen durchgeführt und aus Angst vor Ansteckung erfolgten viel weniger Arztbesuche, berichtet Karl Zwiauer, Facharzt für Kinder- und Jugendheilkunde und Mitglied des Nationalen Impfgremiums: „Deshalb gab es ein dramatisches Abfallen der verabreichten Impfungen.“ So wurden etwa in dieser Zeit nur je rund 40 Prozent der verfügbaren Meningokokken- und Hepatitis-B-Seren, sowie 80 Prozent des Bedarfs an Diphtherie-Tetanus-Keuchhusten-Polio Vakzinen (Impfstoffen) aus dem Gratis-Kinderimpfkonzept abgerufen.

Leider sorgen viele Eltern als „Impfskeptiker“ nicht ausreichend für den Schutz ihrer Kinder vor schweren Erkrankungen, bedauert auch Reinhold Kerbl von der Österreichischen Gesellschaft für Kinder- und Jugendheilkunde (ÖGKJ): „Laut einer Diplomarbeit modifizieren 44 Prozent aller Eltern den Impfplan gravierend, weil sie glauben, Impfungen auslassen oder verschieben zu müssen.“ Die Ärzte plädieren daher an die Eltern, jeden Arztbesuch zu nutzen, um den Impfstatus der Kinder und Jugendlichen zu überprüfen.

Quelle: Pressemeldung Science APA, 21.9.2021; Pandemie verursachte große Impflücke bei Kinderkrankheiten; https://science.apa.at/power-search/7158107689996135161

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Wann kommt die nächste Pandemie?

Dass wir mit weiteren Pandemien rechnen müssen, wird von Wissenschaftlern nicht bezweifelt – dass die nächste Pandemie aber schneller kommen könnte als bisher angenommen, zeigt eine Untersuchung italienischer Forscher. Laut ihren Berechnungen werden die meisten Menschen im Laufe ihres Lebens eine extreme Pandemie wie Covid-19 erleben.

Die Studie nutzte Aufzeichnungen von Ausbrüchen der letzten 400 Jahre (darunter Pest, Cholera, Grippe), um die Intensität dieser Ereignisse und die jährliche Wahrscheinlichkeit ihrer Wiederholung abzuschätzen. Die Auswertung ergab, dass Pandemien relativ häufig auftreten und die Wahrscheinlichkeit einer Pandemie wie COVID-19 in jedem Jahr bei etwa 2% liegt. Das bedeutet, dass jemand, der im Jahr 2000 geboren wurde, eine etwa 38%ige Chance hat, eben jetzt eine Pandemie zu erleben. Der Verhütung und Kontrolle von Pandemien sollten in Zukunft deshalb auch eine höhere Priorität zukommen.

Denn die Daten zeigen auch, dass das Risiko intensiver Ausbrüche rasch zunimmt. Ausgehend von der zunehmenden Geschwindigkeit, mit der sich neuartige Krankheitserreger wie SARS-CoV-2 in den letzten 50 Jahren in menschlichen Populationen ausgebreitet haben, schätzt die Studie, dass die Wahrscheinlichkeit neuartiger Krankheitsausbrüche in den nächsten Jahrzehnten wahrscheinlich um das Dreifache steigen wird. Damit ist mit einer Pandemie wie Covid-19 innerhalb der nächsten 59 Jahre zu rechnen. Wann diese eintritt, kann allerdings nicht vorausberechnet werden, diese Ereignisse sind in jedem Jahr dieser Zeitspanne gleich wahrscheinlich. Als Grund für die zunehmende Häufigkeit von Ausbrüchen nenne die Autoren Faktoren wie das Bevölkerungswachstum, Veränderungen in den Nahrungsmittelsystemen, die Umweltzerstörung und der häufigere Kontakt zwischen Menschen und krankheitsübertragenden Tieren.

Referenz:
Universität Padua, Duke University Durham
Intensity and frequency of extreme novel epidemics, PNAS 2021; https://www.pnas.org/content/118/35/e2105482118?fbclid=IwAR35A_LGof_YKjZZtBaGyWY7_w4p01ByeceEH4H0qcICkXlL3HNkMBKKJCM

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Wie man Covid-Kurven zerschmettert

Kleine Unterschiede im Verhalten entscheiden über Erfolg oder völligem Versagen der Seuchenbekämpfung. So lautet die Zusammenfassung einer Untersuchung von WissenschaftlerInnen am IST Austria, die eben in der Zeitschrift Nature Communications erschien.

Ein Team von Strömungsphysikern berechnete, dass schon kleine Unterschiede im Maßnahmenpaket gegen Epidemien einen Sprung bei den Infektionszahlen verursachen können. Infektionsausbreitungen verhalten sich im Grunde wie Turbulenzen in Flüssigkeiten wobei bestimmte Handlungen einen deutlichen Effekt auf diese Turbulenzen zeigen. Im Rahmen der Pandemie erwartete man, dass Erkrankungskurven gemäß dem Grad der sozialen Distanzierung abflachen. Dies war jedoch nicht der Fall. Als entscheidende Schlüsselfaktoren erwiesen sich Kontaktverfolgung und Testung. Ist das Contacttracing nicht überlastet und werden die Kontaktpersonen von Infizierten ausreichend getestet, führt dies dazu, dass die Erkrankungszahlen auf rund drei Prozent der Bevölkerung schrumpfen.

Kommt das Infektionsgeschehen aber an einen Punkt, an dem die Kontaktnachverfolgung überfordert ist, steigt die Zahl der Infizierten rasant. „Wenn das passiert“, so die Forscher, „beginnt sich die Krankheit in den unkontrollierten Gebieten schneller auszubreiten und das führt unweigerlich zu einem superexponentiellen Anstieg der Infektionen.“ Schon exponentielles Wachstum ist immens. Es bedeutet eine Verdoppelung der Infektionen alle paar Tage. Überexponentiell bedeutet aber, dass auch die Rate der Verdopplung immer schneller wird. Dies scheint im letzten Herbst („zweite Welle“) passiert zu sein.

„Die meisten europäischen Länder reagieren erst, wenn die Kapazitäten der Intensivmedizin bedroht sind“, so die Forscher: „Eigentlich müssten die Entscheidungsträger aber auf ihre Kontaktverfolgungsteams achten und abriegeln, bevor dieser Schutzschild zusammenbricht.“

Referenz:
IST Austria, TU Dresden
Discontinuous epidemic transition due to limited testing, Nature Comm 2021;  https://www.nature.com/articles/s41467-021-22725-9

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Covid-19: Von Asthmasprays wird abgeraten

In Österreich haben Menschen Asthmasprays gehamstert, die laut einer britischen Studie Covid-19-Erkrankungen lindern könnten, sodass Asthmapatienten diese wichtigen Medikamente teils nicht mehr in den Apotheken bekamen. Die Studie wurde aber so mangelhaft durchgeführt, dass man derzeit keine Asthmaspray-Inhaltsstoffe bei Covid-19-Erkrankungen empfehlen kann, erklärten österreichische und deutsche Lungenmediziner bei einer Online-Pressekonferenz.

„Das Studiendesign hat große Probleme“, erklärte etwa Marco Idzko von der Medizinischen Universität Wien. Die Forscher schlossen zum Beispiel den Placeboeffekt nicht aus, dass Patienten sich besser fühlen, obwohl sie bloß ein Scheinmedikament erhalten. Die Ärzte überreichten ihnen den Asthmaspray mit der Erklärung, dass man davon ausgehen könne, dass er ihnen hilft. Die anderen bekamen nichts und mussten darauf hoffen, dass es ihnen nicht sehr schlecht geht.

„Als wichtigste Verbesserung wurde in der Publikation beschrieben, dass die Patienten mit dem Asthmaspray weniger oft die Rettung riefen, tatsächlich hing ein Großteil der Krankenhaus- und Arztbesuche gar nicht mit Covid-19 zusammen“, sagte Idzko.
Bei allen medizinisch nachweisbaren, aussagekräftigen Dingen wie der Viruslast im Körper und der Sauerstoffsättigung im Blut, die bei Atemnot durch eine Covid-19 Erkrankung sinkt, hatte sich kein Unterschied zwischen den Patienten mit und ohne Asthmaspray gezeigt. Zudem war die Zahl der Versuchspersonen mit 73 Patienten in der behandelten Gruppe und ebenso vielen in der Kontrollgruppe sehr niedrig.

Idzko appellierte daher, bei Covid-19 keine inhalativen Glukokortikoide zu verschreiben, um Nebenwirkungen einer hohen Dosierung und eine Verknappung der Medikamente für Asthmapatienten zu vermeiden.

Referenz:
Pressemeldung: Science APA, 29.4.2021; Mediziner raten von Asthmasprays gegen Covid-19 ab; Stellungnahme der Fachgesellschaften: https://pneumologie.de/fileadmin/user_upload/COVID-19/20210419_DGP_OEGP_DGAKI__C19_und_ICS__STOIC-Studie.pdf

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The Dance of Spike – Spikeproteine im Discofieber

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Ein Video der Johannes Kepler Universität Linz (JKU) zeigt, wie sich das Lektin CLEC4G an die Zuckermoleküle des Spikeproteins von SARS-CoV-2 heftet. Das Spike-Protein erweist sich dabei als erstaunlich geschmeidig und tanzfreudig.

Diese Beweglichkeit überraschte auch die Forscher, da das quasi dreiseitige S-Protein auf den Bildern immer „relativ geschlossen“ aussieht, erklärt Peter Hinterdorfer vom Institut für Biophysik der Universität Linz: „Wir haben aber gesehen, dass es an den Oberflächen eigentlich aufmacht und die drei Arme dynamisch sind.“

Hinter den Aufnahmen steckt eine Forschungsarbeit zu einer Idee um den Genetiker Josef Penninger, bei der man dem SARS-CoV-2-Virus mittels Lektinen den Schlüssel für menschliche Zellen „verkleben“ möchte. Erste Ergebnisse sind vielversprechend. So konnten bereits zwei von 140 untersuchten Lektinen isoliert werden. Diese könnten möglicherweise andere Substanzen, wie etwa das sich in fortgeschrittener klinischer Erprobung befindliche Medikament APN01, ein biotechnologisch hergestelltes menschliches Angiotensin Converting Enzym 2 (rhACE2), das ebenfalls an das Spike-Protein bindet, unterstützen.

Penninger: „Mit beiden Lektinen haben wir erstmals die Möglichkeit, das Virus über dessen Zuckerhülle zu binden und zu neutralisieren. Die Stellen, an denen das SARS-CoV-2 S-Protein mit den Zuckermolekülen modifiziert wird, sind hoch-konserviert und finden sich in allen derzeit zirkulierenden Mutanten wieder. Womöglich ist das die Achillesferse des Virus.“

Referenz:
Video: Johannes Kepler Universität Linz;
APA Pressemeldung 27.April 2021;
Originalliteratur: Identification of lectin receptors for conserved SARS-CoV-2 glycosylation sites, bioRxiv April 2021; https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.01.438087v1

#spikeprotein #lektin #sarscov2 #pandemie #covid19 #corona #viren #medizin #medimpressions

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