Wissenschaftler entdecken, warum längeres COVID Schmerzen verursachen kann

Eine neue Tierstudie liefert wichtige Informationen darüber, wie die durch das SARS-CoV-2-Coronavirus verursachte COVID-19-Krankheit langfristige Schmerzen verursachen kann.

Die Erklärung ist laut der Studie, dass die Infektion in einer schmerzübertragenden Struktur eine Signatur der damit verbundenen Genexpression hinterlässt und dass sie auch nach der Eliminierung des Virus erhalten bleibt. Die neuen Erkenntnisse deuten auch auf eine mögliche Therapie von COVID-bedingten Schmerzen hin.

„Bei einer beträchtlichen Anzahl von Menschen, die an längerem COVID leiden, treten sensorische Anomalien auf, einschließlich verschiedener Formen von Schmerzen. Um dies zu untersuchen, haben wir die RNA-Sequenzierung verwendet, um eine Momentaufnahme der biochemischen Veränderungen zu erhalten, die SARS-CoV-2 in einer schmerzübertragenden Struktur namens Rückenwurzelganglion verursacht „, erklärte Randal Alex Serafini von der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York City.

Das Team nutzte die RNA-Sequenzierung, um eine Momentaufnahme der biochemischen Veränderungen zu erhalten, die SARS-CoV-2 in den Ganglien der Rückenwurzel auslöst, einer schmerzübertragenden Struktur. Unter Verwendung eines Hamstermodells der SARS-CoV-2-Infektion stellten die Forscher fest, dass die Infektion eine Genexpressionssignatur in den Ganglien der Rückenwurzel hinterließ, die auch nach der Beseitigung des Virus erhalten blieb. Die Signatur entsprach den Mustern der Genexpression, die bei Schmerzen beobachtet wurden, die durch andere Erkrankungen verursacht wurden.

Die Studie zeigt auch, dass SARS-CoV-2 „auf drastisch neue Weise langfristige Auswirkungen auf den Körper hat und weiter unterstreicht, warum Menschen eine Infektion vermeiden sollten“. Die Experimente beinhalteten ein Hamstermodell der intranasalen COVID-19-Infektion, das die Symptome der Menschen getreu widerspiegelt. Die Forscher beobachteten, dass Hamster zu Beginn der Infektion eine leichte Berührungsempfindlichkeit zeigten, die sich im Laufe der Zeit bis zu 30 Tage verschlimmerte.

Im Gegensatz zu SARS-CoV-2 verursachte Influenza A eine frühzeitige, schwerwiegendere Überempfindlichkeit, die jedoch innerhalb von vier Tagen nach der Infektion verschwand. Die Analyse der Genexpressionsmuster in Ganglien der Rückenwurzel ergab, dass das Coronavirus im Vergleich zur Influenza eine stärkere Veränderung des Expressionsniveaus von Genen verursachte, die an neuronspezifischen Signalprozessen beteiligt sind. Andere Experimente zeigten, dass Influenza-infizierte Hamster vier Wochen nach der Genesung von einer Virusinfektion keine Anzeichen einer langfristigen Überempfindlichkeit aufwiesen, während diejenigen mit SARS-CoV-2 eine verstärkte Überempfindlichkeit zeigten, die chronische Schmerzen widerspiegelt. Tiere, die sich von COVID-19 erholt hatten, hatten ähnliche Genexpressionssignaturen wie in den Rückenwurzelganglien von Mäusen, die von entzündungsbedingten Schmerzen oder Nervenverletzungen betroffen waren.

Um die molekulare Maschinerie zu vertiefen, die mit einer veränderten Empfindlichkeit bei mit SARS-CoV-2 infizierten Hamstern verbunden ist, wandten die Forscher eine bioinformatische Analyse auf die erhaltenen Genexpressionsdaten an. Die Analyse prognostizierte, dass SARS-CoV-2 die Aktivität mehrerer zuvor identifizierter Schmerzregulatoren und eines Proteins namens Interleukin Enhancer Binding Factor 3 (ILF3) senkt. Diese Herunterregulierung tritt zu Zeiten auf, in denen das Schmerzverhalten bei mit SARS-CoV-2 infizierten Hamstern trotz starker systemischer Entzündung sehr mild war. Andererseits war die Influenza-A-induzierte Überempfindlichkeit zu diesem Zeitpunkt schwerwiegend.

ILF3 wurde noch nicht im Zusammenhang mit Schmerzen untersucht, aber es ist ein starker Regulator von Krebs, sagen die Forscher, die die Hypothese aufstellten, dass die Nachahmung der akuten Auswirkungen von ILF3 als neue Strategie zur Schmerzbehandlung dienen könnte. Um diese Vorhersage zu verifizieren, verabreichten sie ein klinisch erprobtes Krebsmedikament, das die ILF3-Aktivität hemmt, und stellten fest, dass es in der Tat „sehr wirksam“ bei der Behandlung von Schmerzen in einem Mausmodell für lokalisierte Entzündungen war.

„Wir glauben, dass therapeutische Kandidaten, die aus unseren Genexpressionsdaten abgeleitet wurden, wie ILF3-Hemmer, auf Schmerzmechanismen abzielen könnten, die sowohl für Patienten mit COVID-19 als auch für Patienten mit Persistenz spezifisch sind. Interessanterweise haben wir gesehen, dass sich einige krebsassoziierte Proteine als beabsichtigte Schmerzziele herausstellten, was aufregend ist, da viele Medikamente bereits entwickelt wurden, um gegen einige dieser Proteine zu wirken, und klinisch getestet wurden. Wenn wir diese Medikamente wiederverwenden können, könnte dies die Zeit für die therapeutische Entwicklung drastisch verkürzen „, sagte Serafini, der die neue Forschung auf der Jahrestagung der American Society for Experimental Pharmacology and Therapeutics während des Treffens der Experimental Biology (EB) 2022 vorstellen wird, das vom 2. bis 5. April in Philadelphia.

„Unsere Ergebnisse könnten möglicherweise zu neuen Therapien für Patienten mit akutem und anhaltendem COVID sowie anderen Schmerzzuständen führen. Unsere Studie zeigt auch, dass SARS-CoV-2 auf drastisch neue Weise langfristige Auswirkungen auf den Körper hat, was weiter unterstreicht, warum Menschen versuchen sollten, eine Infektion zu vermeiden „, schloss der Experte.

Diese Forschung wurde von Alex Serafini und Justin Frere, MD/Doktoranden der Icahn School of Medicine in Mount Sinai, geleitet. Serafini ist Student an der Venetia Zachariou, PhD, Professor für Neurowissenschaften am Mount Sinai und Frere ist ein Student von Benjamin TenoEver, PhD, Professor für Mikrobiologie an der New York University.

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