Forscher konnten jetzt in einer Autopsie-Studie neue Erkenntnisse speziell zu den morphologischen und molekularen Mechanismen der vaskulären Schädigung bei schweren COVID-19-Verläufen gewinnen.

Welche spezifischen pathobiologischen Prozesse unterscheiden die durch das SARS-CoV-2-Virus ausgelöste COVID-19-Infektion als Ursache eines akuten Atemwegsyndroms (ARDS) von anderen Ursachen wie Influenza-Infektionen? Eine Studie internationaler Forscher, darunter auch deutsche Wissenschaftler der Unikliniken in Wuppertal und Hannover, gibt darüber jetzt genaueren Aufschluss. Das Team um Erstautor PD Dr. Maximilian Ackermann vom Institut für Pathologie und Molekularpathologie des Helios Universitätsklinikums Wuppertal hat die Ergebnisse seiner vergleichenden Untersuchung von Lungen verstorbener Patienten in der Fachzeitschrift „New England Journal of Medicine“ publiziert.

Untersuchung von Lungen verstorbener Patienten

Die Forscher beschreiben darin erstmals einen Pathomechanismus aus Blutgefäßneubildung und Entzündung, der nach ihrer Ansicht von wesentlicher Bedeutung für den Schweregrad der COVID-19-Erkrankung ist. Im Unterschied zum Influenza-Virus schädigt das SARS-CoV-2-Virus offenbar bevorzugt Zellen des Blutgefäßsystems, was zu einer deutlichen Einschränkung des Blutflusses in den Organen führt.  „Über 80 Prozent des Lungengewebes besteht aus kleinsten Blutgefäßen. Selbst feine Schädigungen führen zu Einschränkungen des Blutflusses. Das kann in kürzester Zeit lebensbedrohlich für den Patienten werden, da mit sogenannten Mikroembolien gerechnet werden muss“, so Ackermann in einer Pressemitteilung anlässlich der Studienpublikation.

Ackermann und seine Kollegen haben in ihrer Studie mithilfe diverser Untersuchungsmethoden jeweils sieben Lungen von verstorbenen Patienten mit ARDS infolge COVID-19- bzw. Influenza-Infektion sowie zehn Kontroll-Lungen von nicht mit entsprechenden Viren infizierten Verstorbenen auf Veränderungen im peripheren Lungengewebe akribisch untersucht.

Besondere Merkmale der Lungenveränderungen bei COVID-19

Als gemeinsames morphologisches Schädigungsmuster bei Patienten mit Covid-19- wie auch Influenza-Infektion stellten die Untersucher eine diffuse alveoläre Schädigung mit Infiltration perivaskulärer Lymphozyten fest.

In den vom SARS-CoV-2-Virus befallenen Lungen fielen ihnen drei charakteristische angiozentrische Merkmale auf. Beschrieben werden sie als

• mit dem intrazellulären SARS-CoV-2-Virus einhergehende schwere Endothellschädigung mit Zerstörungen der Endothelzellmembran
• ausgedehnte Gefäßthrombose mit Mikroangiopathie und Verschlüssen der alveolären Kapillaren und
• ausgeprägte, durch seine sogenannte intussuszeptive Angiogenese angeregte Gefäßneubildung.

Vor allem die verstärkte vaskuläre Angiogenese macht dabei nach Auffassung der Wissenschaftler den Unterschied in der pulmonalen Pathobiologie zwischen schweren COVID-19- und Influenza-Infektionen aus. Anders als das Grippevirus befällt das SARS-CoV-2-Virus nach ihrer Ansicht vornehmlich die Endothelzellen der Gefäßwände. Die hervorgerufene Endothelschädigung führe insbesondere in den kleinen und kleinsten Gefäßen der Lunge zu einer gesteigerten, durch T-Zellen vermittelten  Entzündungsreaktion. Sie gleiche einer Abstoßungsreaktion nach Organtransplantation.

„Erkrankung maßgeblich auf den Gefäßschaden zurückzuführen“

„Wir konnten zusätzlich aufzeigen, dass durch die hervorgerufene Störung des Blutflusses eine spezielle Form der Blutgefäßneubildung, eine sogenannte intussuszeptive Angiogenese, angeregt wird“, erläutert Prof. Hans Michael Kvasnicka, Direktor des Instituts für Pathologie und Molekularpathologie am Helios Universitätsklinikum Wuppertal, in der Pressemitteilung. Im Zuge  dieser speziellen Gefäßneubildung komme es zu einer weiteren Aktivierung des  Entzündungsprozesses. Nach Einschätzung von Kvasnicka sprechen die neuen Forschungsbefunde dafür, ,, dass die generalisierten Komplikationen bei dieser Erkrankung maßgeblich auf den Gefäßschaden zurückzuführen sind“.

Ob sich aus diesen Erkenntnissen neue  Ansatzpunkte für die Behandlung von schwer an COVID-19 erkrankten Patienten ergeben können, ist noch unklar.