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Studie: Veränderte mitochondriale Atmung in peripheren mononukleären Zellen nach akuten Folgen einer SARS-CoV-2-Infektion

DMZ – WISSENSCHAFT ¦ Sarah Koller ¦    

 

Eine Studie hat die Atmungsfunktion von peripheren mononukleären Zellen (PBMC) bei drei Gruppen untersucht: Personen ohne COVID-Vorgeschichte (n = 19), Personen, die sich vollständig von COVID erholt haben (n = 20), und Personen mit PASC (Post-Akute Sequelae der SARS-CoV-2-Infektion) (n = 20). Bei Personen mit PASC war die mittlere mitochondriale Basalatmung, ATP-gebundene Atmung, maximale Atmung, Reserveatmungskapazität, ATP-gebundene Atmung und nicht-mitochondriale Atmung am höchsten (p ≤ 0,04). Eine Erhöhung bestimmter Atmungsfunktionen erhöhte die vorhergesagten Chancen von PASC um 1 % bis 6 %.

 

Die Studie deutet darauf hin, dass eine mitochondriale Dysfunktion in PBMCs zur Ätiologie von PASC beitragen könnte.

 

Eine Teilmenge von Personen, die sich von einer akuten SARS-CoV-2-Infektion erholen, entwickelt eine Reihe von Symptomen, die über viele Monate anhalten, bekannt als Post-Akute Sequelae von SARS-CoV-2 (PASC) oder Long-COVID. Mehr als die Hälfte der COVID-19-Überlebenden hat sechs Monate nach der Genesung PASC, und 29 % der Personen erleben PASC mehr als 12 Monate nach der Infektion.

 

In den Vereinigten Staaten haben schätzungsweise 18,5 Millionen Erwachsene PASC, während weltweit mehr als 65 Millionen Personen darunter leiden. Insgesamt tritt PASC bei mindestens 10 % der SARS-CoV-2-Infektionen auf. Begrenzte Daten zur Mortalität aus dem Nationalen Vitalstatistiksystem schätzen, dass mehr als 3.500 Amerikaner an PASC-bezogenen Erkrankungen gestorben sind. Die genauen Ursachen von PASC sind jedoch nicht gut verstanden, aber mehrere Risikofaktoren wurden identifiziert.

 

Diese Studie war eine prospektive, beobachtende Kohortenstudie. Die Teilnehmer wurden von April 2020 bis November 2020 im University Hospitals Cleveland Medical Center in Cleveland, OH, USA, eingeschrieben. Alle Protokolle wurden vom Institutional Review Board am University Hospitals Cleveland Medical Center, Cleveland, Ohio, genehmigt. Die Teilnehmer wurden durch nasopharyngealen Abstrich mittels Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR) auf SARS-CoV-2-Infektion bestätigt. Die COVID-19-Teilnehmer wurden als Teil eines lokalen COVID-19-Biorepositoriums eingeschrieben, das jeden willigen Patienten mit dokumentierter früherer SARS-CoV-2-Infektion unabhängig von aktuellen Symptomen oder Schweregrad der initialen Episode prospektiv einschrieb.

 

PASC wurde anhand der Definition des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) definiert. COVID + Teilnehmer galten als PASC, wenn die Genesung nach der 4-wöchigen akuten Phase nicht erfolgte und mindestens zwei anhaltende Symptome vorlagen, die auf PASC zurückzuführen sind und seit der initialen akuten COVID-Erkrankung bis zur aktuellen Studieneinschreibung bestehen.

 

In dieser Studie wurden die mitochondriale Atmung bei Teilnehmern ohne COVID-Vorgeschichte, Teilnehmern, die sich von COVID erholt haben, und bei Teilnehmern mit PASC bewertet. Die mittlere Basalatmung, ATP-gebundene Atmung, maximale Atmung, Reserveatmungskapazität, Protonenleckage und nicht-mitochondriale Atmung bei PASC PBMC sind am höchsten. Im Vergleich zu COVID + no PASC war der Anteil der Atmung, der an die ATP-gebundene Atmung gebunden war, bei PASC signifikant höher.

 

Diese Ergebnisse legen nahe, dass die energetischen Anforderungen von PASC-PBMCs größer sind als die von COVID + no PASC und COVID - PBMCs. Die mitochondriale Dysfunktion wurde bei akuten SARS-CoV-2-Infektionen bereits umfassend untersucht. Diese Dysfunktion ist teilweise auf die umfangreiche virale Ausrichtung der Mitochondrien und mitochondrialen Proteine zurückzuführen.

 

Weiterhin unterstützen diese Ergebnisse die Theorie eines Anstiegs der relativen Anzahl oder Aktivität von zirkulierenden Monozyten bei PASC, da Monozyten die größte Anzahl an Mitochondrien haben und ihren Stoffwechsel in Reaktion auf Stimulation umprogrammieren, um inflammatorische Antworten zu unterstützen.

 

Insgesamt liefern die vorläufigen Ergebnisse neue Erkenntnisse über die zelluläre Bioenergetik bei PASC und legen nahe, dass eine vertiefte Untersuchung der mitochondrialen Dysfunktion bei PASC von entscheidender Bedeutung ist. Weitere Forschungen sind unerlässlich, um die zugrunde liegenden Mechanismen von PASC besser zu verstehen und individualisierte Therapien zu entwickeln.

 

Die vorliegende Studie zeigt eine veränderte mitochondriale Atmung in PBMCs von Personen mit PASC im Vergleich zu Personen ohne PASC oder ohne COVID-Vorgeschichte. Diese Ergebnisse legen nahe, dass mitochondriale Dysfunktion eine Rolle bei der Pathogenese von PASC spielen könnte. 

 

 

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