Ergebnisse aus der biomedizinischen Forschung

Aktuell sind viele wissenschaftliche Gruppen des DRFZ an der nationalen und internationalen Covid-19-Forschung aktiv beteiligt, z.T. sogar federführend. Hier werden die spannendsten Publikationen dokumentiert.

Bei schwer erkrankten COVID-19 Patient:innen hemmen SARS-CoV-2 Viren die Immunantwort, indem sie den Botenstoff TGFβ induzieren

Forschende des DRFZ und der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben untersucht, welche Faktoren zu einem schweren Covid-19 Verlauf führen. Überraschendes Ergebnis: Das Coronavirus induziert bei diesen Patient:innen die Bildung des Botenstoffes TGFβ, der ihr Immunsystem bremst. Normalerweise wird TGFβ erst gegen Ende einer Immunreaktion gebildet, um sie abzuschließen. Bei schwer erkrankten COVID-19 Patienten wird TGFβ aber von Anfang an gemacht. Dadurch werden die Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) inaktiviert, die Virus-infizierte Zellen erkennen und abtöten können, und so die Vermehrung des Virus hemmen. Diese Untersuchungen wurden jetzt in der Zeitschrift NATURE veröffentlicht (Witkowski et al.). Schon vorher hatten die Forschenden gezeigt, dass auch die Zellen, die Antikörper gegen das Virus bilden, durch den Botenstoff TGFβ irritiert werden, es dadurch zu einer chronischen Immunreaktion kommt (Ferreira-Gomez et al, Nature Communications, 2021), wobei TGFβ wahrscheinlich auch an der Bildung von Thrombosen und Fibrosen beteiligt ist. Diese Ergebnisse eröffnen eine neue Möglichkeit, schwere Verläufe von COVID-19 im Ansatz zu erkennen, durch die frühe TGFβ Bildung, und sie dann möglicherweise auch abzumildern, durch Inhibition dieses Botenstoffes.

In schwer erkrankten Covid-19-Patienten löst SARS-CoV-2 eine chronische (Auto)immunreaktion aus, die von dem Zytokin TGFß gesteuert wird

Wissenschaftler*innen des DRFZ und der Charité haben in dieser Arbeit gezeigt, dass in schwer erkrankten COVID-19 PatientInnen das SARS-CoV-2 Virus eine chronische, über Monate andauernde Immunreaktion auslöst, die die PatienInnen aber nicht vor dem Virus schützt und sich am Ende gar nicht mehr gegen das Virus selbst richtet. Die WissenschaftlerInnen haben die aktivierten Immunzellen, insbesondere die B Lymphozyten, die bei dieser chronischen Immunreaktion gebildet werden, sehr genau untersucht und so herausgefunden, dass diese Immunreaktionen von dem Zytokin TGFß, einem Botenstoff, kontrolliert werden. Erstmals wird hier dieses Zytokin mit schwerem Verlauf von COVID-19 in Verbindung gebracht. Nun kann untersucht werden, ob sich durch eine gegen TGFß gerichtete Behandlung ein schwerer COVID-19 Krankheitsverlauf abmildern oder sogar verhindern lässt.

Drei Impfungen gegen SARS-CoV-2 sind bei RA-Patient:innen für eine ausreichende antivirale Antikörperreaktion in der Mundhöhle unbedingt erforderlich

Es ist bekannt, dass Autoimmunerkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Behandlungen mit Biologika wie eine Therapie mit Rituximab zur B-Zell-Blockade das Risiko einer schweren COVID-19-Erkrankung und die Häufigkeit von Durchbruchsinfektionen nach der Impfung erhöhen.  Systemische Serumantikörper nach der Impfung schränken die Virusverbreitung im Körper nach der Infektion des Wirts ein, während virusspezifische Antikörper an den Schleimhäuten, z. B. in der Mundhöhle, die Infektion sogar verhindern. In der kürzlich im Journal of Autoimmunity veröffentlichten Studie von Dr. Ana-Luisa Stefanski und Dr. Andrey Kruglov untersuchten die Forschenden wie viele und wie lange anti-SARS-CoV-2-Antikörper in der Mundhöhle von RA-Patient:innen nach Impfung vorhanden sind. Sie fanden heraus, dass die anti-Spike-SARS-CoV-2-IgG-Antikörper nach der zweiten Impfung in der Mundhöhle von RA-Patient:innen unabhängig von einer B-Zell-blockierenden Therapie stark vermindert waren. Erst nach dritter Impfung wurden sowohl Speichel- als auch serologische Anti-Spike-IgG- und IgA-Antikörper gegen Wildtyp- und Omicron-Spike-Varianten bei RA-Patient:innen effizient gebildet, und zwar auf einem Niveau, das dem gesunder Personen entsprach. Insgesamt sprechen diese Daten für die Notwendigkeit einer Dreifach-Impfung bei RA-Patient:innen, um eine Anti-Spike-Antikörperreaktion an den Schleimhäuten auszulösen.

Mundflora kann Antikörper gegen SARS-CoV-2 induzieren

Die Arbeitsgruppe von Andrey Kruglov konnte jetzt zeigen, dass bestimmte Bakterien der Mund-und Darmflora das Immunsystem dazu stimulieren, schützende Antikörper gegen SARS-CoV-2 zu bilden. Diese Antikörper können das Andocken des Virus an die Zellen der Schleimhäute blockieren, sie erkennen die Rezeptor-Bindungsdomäne des SARS-CoV-2 Spikeproteins. Die Bakterien machen Proteine, die dieses Antigen imitieren. Menschen mit diesen Bakterien in der Mundflora haben also bereits schützende Antikörper auf ihren Schleimhäuten, wenn sie sich mit SARS-CoV-2 infizieren. Es ist anzunehmen, dass sie wahrscheinlich nicht so schwer an COVID-19 erkranken werden. Eines dieser Bakterien ist bereits als Probiotikum bekannt: Streptococcus salivarius.

Schwache Immunantwort auf mRNA-Impfstoff bei Dialyse-Patien:innen und Pateint:innen nach Nierentransplantation

COVID-19-Impfungen haben bei Patient:innen auf der ganzen Welt einen bemerkenswerten Schutz gegen SARS-CoV-2-Infektionen gezeigt.  Neue Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass immungeschwächte und organtransplantierte Patient:innen eine schwache Immunantwort auf COVID-19-Impfstoffe haben. Hector Rincon-Arevalo, Eva Schrezenmeier, Thomas Dörner und  Kolleg:innen haben untersucht, wie stark die Antikörperantwort von Dialyse- und nierentransplantierte Patient:innen nach Impfung mit dem  COVID-19 mRNA Impfstoff BNT162b2 ist.  Im Vergleich zu Gesunden ist sie sehr schwach, und diese Patient:innen sind möglicherweise nicht ausreichend gegen eine SARS-CoV-2-Infektion geschützt. Es ist deshalb wichtig,  Impfstoffstrategien zu entwickeln, um Patient:innen mit geschwächtem  Immunsystem ausreichend gegen COVID-19 zu schützen.

Publikationen aus Kooperationen zwischen DRFZ und anderen Instituten

Tacrolimus-resistant SARS-CoV-2-specific T-cell products to prevent and treat severe COVID-19 in immunosuppressed patients

Tacrolimus-resistant SARS-CoV-2-specific T-cell products to prevent and treat severe COVID-19 in immunosuppressed patients

Peter L, Wendering DJ, Schlickeiser S, Hoffmann H, Noster R, Wagner DL, Zarrinrad G, Münch S, Picht S, Schulenberg S, Moradian H, Mashreghi MF, Klein O, Gossen M, Roch T, Babel N, Reinke P, Volk HD, Amini L, Schmueck-Henneresse M. Tacrolimus-resistant SARS-CoV-2-specific T-cell products to prevent and treat severe COVID-19 in immunosuppressed patients. Mol Ther Methods Clin Dev. 2022 Feb 26. doi: 10.1016/j.omtm.2022.02.012. Epub ahead of print. PMCID: PMC8882037.

SARS-CoV-2 Nsp13 encodes for an HLA-E-stabilizing peptide that abrogates inhibition of NKG2A-expressing NK cells

SARS-CoV-2 Nsp13 encodes for an HLA-E-stabilizing peptide that abrogates inhibition of NKG2A-expressing NK cells

Hammer, Q., Dunst, J., Christ, W., Picarazzi, F., Wendorff, M., Momayyezi,
P., Huhn, O., Netskar, H.K., Maleki, K.T., García, M., Sekine, T., Sohlberg, E., Azzimato, V., Aouadi, M., Karolinska COVID-19 Study Group, Severe COVID-19 GWAS group, Degenhardt, F., Franke, A.,
Spallotta, F., Mori, M., Michaëlsson, J., Björkström, N.K., Rückert, T., Romagnani, C., Horowitz, A., Klingström, J., Ljunggren, H.-G., Malmberg, K.-J., SARS-CoV-2 Nsp13 encodes for an HLA-E-stabilizing peptide that abrogates inhibition of NKG2A-expressing NK cells, Cell Reports (2022), doi: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110503.

Dynamics of humoral and T-cell immunity after three BNT162b2 vaccinations in adults older than 80 years

Dynamics of humoral and T-cell immunity after three BNT162b2 vaccinations in adults older than 80 years

Romero-Olmedo AJ, Schulz AR, Hochstätter S, Gupta DD, Hirseland H, Staudenraus D, Camara B, Volland K, Hefter V, Sapre S, Krähling V, Müller-Kräuter H, Chung HR, Mei HE, Keller C, Lohoff M. Dynamics of humoral and T-cell immunity after three BNT162b2 vaccinations in adults older than 80 years. Lancet Infect Dis. 2022 May;22(5):588-589. doi: 10.1016/S1473-3099(22)00219-5. Epub 2022 Apr 6. PMID: 35397209; PMCID: PMC8986166.

Pressemitteilung der Universität-Marburg

Induction of robust cellular and humoral immunity against SARS-CoV-2 after a third dose of BNT162b2 vaccine in previously unresponsive older adults.

Induction of robust cellular and humoral immunity against SARS-CoV-2 after a third dose of BNT162b2 vaccine in previously unresponsive older adults.
Romero-Olmedo AJ, Schulz AR, Hochstätter S, Das Gupta D, Virta I, Hirseland H, Staudenraus D, Camara B, Münch C, Hefter V, Sapre S, Krähling V, Müller-Kräuter H, Widera M, Mei HE, Keller C, Lohoff M. Induction of robust cellular and humoral immunity against SARS-CoV-2 after a third dose of BNT162b2 vaccine in previously unresponsive older adults. Nat Microbiol. 2022 Jan 10. doi: 10.1038/s41564-021-01046-z. PMID: 35013593.
Pressemitteilung der Universität Marburg (IDW -Deutsch)

Complement activation induces excessive T cell cytotoxicity in severe COVID-19

Complement activation induces excessive T cell cytotoxicity in severe COVID-19
Georg P, Astaburuaga-García R, Bonaguro L, Brumhard S, Michalick L, Lippert LJ, Kostevc T, Gäbel C, Schneider M, Streitz M, Demichev V, Gemünd I, Barone M, Tober-Lau P, Helbig ET, Hillus D, Petrov L, Stein J, Dey HP, Paclik D, Iwert C, Mülleder M, Aulakh SK, Djudjaj S, Bülow RD, Mei HE, Schulz AR, Thiel A, Hippenstiel S, Saliba AE, Eils R, Lehmann I, Mall MA, Stricker S, Röhmel J, Corman VM, Beule D, Wyler E, Landthaler M, Obermayer B, von Stillfried S, Boor P, Demir M, Wesselmann H, Suttorp N, Uhrig A, Müller-Redetzky H, Nattermann J, Kuebler WM, Meisel C, Ralser M, Schultze JL, Aschenbrenner AC, Thibeault C, Kurth F, Sander LE, Blüthgen N, Sawitzki B; PA-COVID-19 Study Group. Complement activation induces excessive T cell cytotoxicity in severe COVID-19. Cell. 2021 Dec 28:S0092-8674(21)01562-2. doi: 10.1016/j.cell.2021.12.040. Epub ahead of print. PMID: 35032429; PMCID: PMC8712270.

Pressemitteilung vom BIH (Deutsch)

Severe COVID-19 Is Marked by a Dysregulated Myeloid Cell Compartment

Severe COVID-19 Is Marked by a Dysregulated Myeloid Cell Compartment
Schulte-Schrepping J, Reusch N, Paclik D, Baßler K, Schlickeiser S, Zhang B, Krämer B, Krammer T, Brumhard S, Bonaguro L, De Domenico E, Wendisch D, Grasshoff M, Kapellos TS, Beckstette M, Pecht T, Saglam A, Dietrich O, Mei HE, Schulz AR, Conrad C, Kunkel D, Vafadarnejad E, Xu CJ, Horne A, Herbert M, Drews A, Thibeault C, Pfeiffer M, Hippenstiel S, Hocke A, Müller-Redetzky H, Heim KM, Machleidt F, Uhrig A, Bosquillon de Jarcy L, Jürgens L, Stegemann M, Glösenkamp CR, Volk HD, Goffinet C, Landthaler M, Wyler E, Georg P, Schneider M, Dang-Heine C, Neuwinger N, Kappert K, Tauber R, Corman V, Raabe J, Kaiser KM, Vinh MT, Rieke G, Meisel C, Ulas T, Becker M, Geffers R, Witzenrath M, Drosten C, Suttorp N, von Kalle C, Kurth F, Händler K, Schultze JL, Aschenbrenner AC, Li Y, Nattermann J, Sawitzki B, Saliba AE, Sander LE; Deutsche COVID-19 OMICS Initiative (DeCOI). Severe COVID-19 Is Marked by a Dysregulated Myeloid Cell Compartment. Cell. 2020 Aug 5:S0092-8674(20)30992-2. doi: 10.1016/j.cell.2020.08.001.

Pressemeldung der Charité in Englisch

Pressemeldung des Bonner Partners

Pressemeldung des MDC