Aktivierung von Interferon-stimulierten Genen im ZNS in der akuten Phase einer SARS-CoV-2 Infektion im Goldhamster (Mesocricetus auratus)

Einleitung Die angeborene Immunabwehr ist essenziell für die antivirale Abwehr in der akuten Phase einer Virusinfektion, so auch bei SARS-CoV-2. Dabei spielen besonders Interferone und Interferon-stimulierte Gene (ISGs) eine wichtige Rolle. Neben den klassischen Atemwegssymptomen werden bei SARS-CoV-2 Infektionen häufig auch neurologische Symptome, wie kognitive Beeinträchtigungen, Kopfschmerzen und Erschöpfung, beobachtet. Jedoch ist der zugrundeliegende Pathomechanismus nicht vollständig geklärt. Erste Untersuchungen zeigten eine Aufregulierung von Mx-Proteinen in den Endothelzellen der Blut-Hirnschranke während der akuten Phase der Infektion, welche hier mit molekulargenetischen Methoden näher untersucht wurde.

Material und Methoden Es wurden 112, 11-12 Monate alte Goldhamster (Mesocricetus auratus) eingeteilt in 7 Gruppen mit je zwei Untergruppen (SARS-CoV-2 oder mock infiziert) untersucht. Die Tiere wurden intranasal mit 10⁴ tissue culture infectious dose (TCID₅₀) SARS-CoV-2 der Delta-Variante oder Vehikel (PBS) infiziert. An Tag 1, 3, 6, 14, 28, 56 und 112 nach der Infektion wurden Gruppen von jeweils 8 Tieren euthanasiert, die linke Gehirnhälfte in Formalin fixiert und die rechte, kraniale Gehirnhälfte in RNAlater eingelegt.

Von der rechten Großhirnhemisphäre, vom Bulbus olfactorius bis einschließlich Höhe Thalamus/Hippokampus, von je vier Tieren je Gruppe wurde eine bulk-RNA-Sequenzierung durchgeführt. Zusätzlich wurden von allen Gehirnen HE-Schnitte und eine Immunhistologie für den Nachweis von SARS-CoV-Nukleokapsid angefertigt.

Befunde Drei Tage nach der Infektion kommt es zu einer kurzeitigen Stimulation von ISGs im Gehirn, die an Tag 6 bereits wieder vollständig nachlässt. Im Gehirn wurde kein Virusantigen nachgewiesen und es fanden sich keine morphologischen Veränderungen in den HE-Schnitten.

Schlussfolgerungen In der akuten Phase der SARS-CoV-2 Infektion kommt es im Gehirn zu einer Expression von verschiedenen ISGs, ohne Erregernachweis im zentralen Nervensystem. Dabei werden besonders antivirale ISGs hochreguliert. Es sind weitere Studien zur Abklärung der Mechanismen dieser Genstimulation notwendig, um deren pathogenetische Bedeutung für das zentrale Nervensystem zu beleuchten.