Forscher:innen der MedUni Wien und der MedUni Innsbruck entdeckten, wie SARS-CoV-2-Viren dem Komplementsystem, einem wichtigen Baustein der antiviralen Immunantwort, gezielt entkommen. Dadurch wird die Viruselimination erheblich beeinträchtigt, was sowohl den Verlauf einer akuten COVID-19-Infektion als auch Post-COVID- Syndrome wie Long-COVID beeinflussen kann. Die Studie wurde aktuell im Journal „Emerging Microbes & Infections“ publiziert.

Eine rasche und wirksame Immunreaktion ist entscheidend für die Bekämpfung von viralen Infektionen und das Verhindern postinfektiöser Komplikationen. Das Komplementsystem, ein zentrales Element der antiviralen Immunantwort, bezeichnet eine Kaskade von Proteinen, die vor allem im Blutkreislauf und an Schleimhäuten, wie den Atemwegen, zu finden ist. Aktiviert durch drei verschiedene Wege, spielt es eine wichtige Rolle bei der Elimination von Viren, indem es die direkte Zerstörung (Lyse) der Erreger fördert. Wirtszellen werden durch bestimmte Faktoren, den sogenannten Komplement-regulatorischen Proteinen, vor den Auswirkungen des Komplementsystems geschützt. Die neue Studie von Anna Ohradanova-Repic und Kolleg:innen vom Zentrum für Pathophysiologie, Infektiologie und Immunologie der MedUni Wien in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Heribert Stoiber vom Institut für Virologie der MedUni Innsbruck zeigt nun, dass sich SARS-CoV-2-Viren drei dieser regulatorischen Proteine, CD55, CD59 und Faktor H, zunutze machen, um erfolgreich der komplementvermittelten Lyse zu entgehen.

Komplementresistenz durch Umhüllung mit Wirtsproteinen
Bei der Kultivierung von SARS-CoV-2-Viren in menschlichen Zellen entdeckten die Forscher:innen, dass die Viruspartikel die zellulären Proteine CD55 und CD59 aufnehmen. Außerdem fanden sie heraus, dass SARS-CoV-2-Viren auch Faktor H, ein weiteres Komplement-regulatorisches Protein, das vor allem im Blut vorkommt, an ihre Oberfläche binden. In weiteren Experimenten konnten die Wissenschafter:innen zeigen, dass sich die mit Komplement-regulatorischen Proteinen umhüllten Viruspartikel nicht vom Komplementsystem zerstören ließen. Durch das Entfernen von CD55, CD59 und Faktor H von der Virusoberfläche oder die Hemmung ihrer Funktionen konnte die komplementvermittelte Lyse der Viren gezielt wiederhergestellt werden. „Durch die Umhüllung mit diesen Wirtsproteinen kann SARS-CoV-2 alle drei Wege der Komplementaktivierung umgehen, was eine reduzierte oder verzögerte Viruselimination zur Folge hat“, erklärt Studienleiterin Anna Ohradanova-Repic. Da das Komplementsystem engmaschig mit anderen Komponenten des Immunsystems verknüpft ist, beeinflusst dies aber nicht nur die Zerstörung von Viruspartikeln, sondern kann auch starke Entzündungen verursachen, die sowohl bei schweren COVID-19-Infektionen als auch bei Long-COVID eine problematische Rolle spielen. „Die Aufdeckung solcher Resistenzmechanismen, die es den Viren ermöglichen, über längere Zeit im Wirt zu verweilen, kann uns helfen akute Komplikationen und Langzeitfolgen von SARS-CoV-2-Infektionen besser zu verstehen“, berichtet Laura Gebetsberger von der MedUni Wien, die Erstautorin der Studie.