Blockierung des tödlichen Immunsystems Cytokine Storm ist ein entscheidender Faktor für die Behandlung von COVID-19

Blockierung des tödlichen Immunsystems Cytokine Storm ist ein entscheidender Faktor für die Behandlung von COVID-19 Immunzellen setzen Proteine ​​frei, die als Zytokine bezeichnet werden und den Rest des Immunsystems auf das Vorhandensein eines Virus aufmerksam machen. www.scientificanimations.com, CC BY-SA

Der Killer ist nicht das Virus, sondern die Immunantwort.

Die derzeitige Pandemie ist einzigartig, nicht nur, weil sie durch ein neues Virus verursacht wird, das jeden gefährdet, sondern auch, weil das Spektrum der angeborenen Immunantworten vielfältig und unvorhersehbar ist. In einigen ist es stark genug, um zu töten. Bei anderen ist es relativ mild.

Meine Forschung bezieht sich auf die angeborene Immunität. Angeborene Immunität ist die angeborene Abwehr einer Person gegen Krankheitserreger, die das adaptive Immunsystem des Körpers anweisen, Antikörper gegen Viren zu produzieren. Diese Antikörperantworten können später zur Entwicklung von Impfansätzen verwendet werden. Im Labor arbeiten of Nobelpreisträger Bruce BeutlerIch habe mitautorisiert das Papier Dies erklärte, wie die Zellen, aus denen das körpereigene Immunsystem besteht, Krankheitserreger erkennen und wie eine Überreaktion auf sie im Allgemeinen für den Wirt schädlich sein kann. Dies gilt insbesondere für COVID-19-Patienten, die auf das Virus überreagieren.

Zelltod - ein Schachspiel des Opfers

Ich untersuche die Entzündungsreaktion und den Zelltod, die zwei Hauptkomponenten der angeborenen Reaktion sind. Weiße Blutkörperchen, sogenannte Makrophagen, verwenden eine Reihe von Sensoren, um den Erreger zu erkennen und Proteine, sogenannte Zytokine, zu produzieren, die Entzündungen auslösen und andere Zellen des angeborenen Immunsystems für Hilfe rekrutieren. Darüber hinaus weisen Makrophagen das adaptive Immunsystem an, etwas über den Erreger zu lernen und letztendlich Antikörper zu produzieren.

Um im Wirt zu überleben, unterdrücken erfolgreiche Krankheitserreger die Entzündungsreaktion. Sie tun dies, indem sie die Fähigkeit von Makrophagen blockieren, Zytokine freizusetzen und den Rest des Immunsystems zu alarmieren. Um der Stummschaltung des Virus entgegenzuwirken, begehen infizierte Zellen Selbstmord oder Zelltod. Obwohl auf zellulärer Ebene schädlich, ist der Zelltod auf der Ebene des Organismus vorteilhaft, da er die Proliferation des Pathogens stoppt.

Zum Beispiel der Erreger, der die Beulenpest verursachte, die die Hälfte der menschlichen Bevölkerung in tötete Europa zwischen 1347 und 1351, war in der Lage, die weißen Blutkörperchen der Menschen zu deaktivieren oder zum Schweigen zu bringen und sich in ihnen zu vermehren, was letztendlich den Tod des Individuums verursachte. Bei Nagetieren verlief die Infektion jedoch anders. Nur die infizierten Makrophagen von Nagetieren starben, wodurch die Proliferation des Pathogens in den Körpern der Nagetiere begrenzt wurde, wodurch sie überleben konnten.

Die „stille“ Reaktion auf die Pest unterscheidet sich deutlich von der heftigen Reaktion auf SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht. Dies legt nahe, dass das richtige Gleichgewicht der angeborenen Reaktion für das Überleben von COVID-19-Patienten entscheidend ist.


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Blockierung des tödlichen Immunsystems Cytokine Storm ist ein entscheidender Faktor für die Behandlung von COVID-19 Vintage-Gravur eines toten Wagens, der die Leichen von Pestopfern während der letzten Großen Pest von London sammelt, die sich von 1665 bis 1666 erstreckte. duncan1890 / Getty Images

Weg zu einem Zytokinsturm

So kann eine Überreaktion des Immunsystems eine Person gefährden, die eine Infektion abwehrt.

Einige der entzündungsauslösenden Proteine, sogenannte Chemokine, alarmieren andere Immunzellen - wie Neutrophile, die professionelle Mikrobenfresser sind - an der Stelle von Infektionen, an der sie zuerst eintreffen und den Erreger verdauen können.

Andere Zytokine - wie Interleukin 1b, Interleukin 6 und Tumornekrosefaktor - leiten Neutrophile von den Blutgefäßen zum infizierten Gewebe. Diese Zytokine können den Herzschlag erhöhen, die Körpertemperatur erhöhen, Blutgerinnsel auslösen, die den Erreger einfangen, und die Neuronen im Gehirn dazu anregen, Körpertemperatur, Fieber, Gewichtsverlust und andere physiologische Reaktionen zu modulieren, die sich entwickelt haben, um das Virus abzutöten.

Wenn die Produktion derselben Zytokine unkontrolliert ist, beschreiben Immunologen die Situation als „Zytokinsturm“. Während eines Zytokinsturms weiten sich die Blutgefäße weiter aus (Vasolidierung), was zu niedrigem Blutdruck und weit verbreiteten Blutgefäßverletzungen führt. Der Sturm löst eine Flut weißer Blutkörperchen aus, die in die Lunge gelangen und mehr Immunzellen hervorrufen, die auf virusinfizierte Zellen abzielen und diese abtöten. Das Ergebnis dieses Kampfes ist ein Eintopf aus Flüssigkeit und toten Zellen und ein anschließendes Organversagen.

Der Zytokinsturm ist ein Kernstück der COVID-19-Pathologie mit verheerenden Folgen für den Wirt.

Wenn die Zellen die Entzündungsreaktion nicht beenden können, macht die Produktion der Zytokine die Makrophagen hyperaktiv. Die hyperaktivierten Makrophagen zerstören die Stammzellen im Knochenmark, was zu Anämie führt. Erhöhtes Interleukin 1b führt zu Fieber und Organversagen. Der übermäßige Tumornekrosefaktor führt zum massiven Tod der Zellen, die die Blutgefäße auskleiden und gerinnen. Irgendwann wird der Sturm unaufhaltsam und irreversibel.

Medikamente, die den Zytokinsturm brechen

Eine Strategie hinter den Behandlungen für COVID basiert zum Teil darauf, den Teufelskreis des „Zytokinsturms“ zu durchbrechen. Dies kann erreicht werden, indem Antikörper verwendet werden, um die primären Mediatoren des Sturms wie IL6 oder seinen Rezeptor, der in allen Körperzellen vorhanden ist, zu blockieren.

Hemmung des Tumornekrosefaktors kann mit von der FDA zugelassenen Antikörpermedikamenten wie Remicade oder Humira oder mit einem löslichen Rezeptor wie Enbrel (ursprünglich von Bruce Beutler entwickelt) erreicht werden, der an den Tumornekrosefaktor bindet und dessen Auslösung verhindert. Das Der weltweite Markt für Inhibitoren des Tumornekrosefaktors beläuft sich auf 22 Milliarden US-Dollar.

Medikamente, die verschiedene Zytokine blockieren, befinden sich derzeit in klinischen Studien, um zu testen, ob sie die tödliche Spirale in COVID-19 wirksam stoppen.

Über den Autor

Alexander (Sasha) Poltorak, Professor für Immunologie, Tufts University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.


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