Welche Folgeschäden bringt eine Infektion mit dem Coronavirus möglicherweise mit sich? Wie sehr wird unsere Lunge geschädigt? Obwohl das Coronavirus "Sars-CoV-2" aktuell die Aufmerksamkeit der weltweiten Forschung an sich reißt, war bisher nicht eindeutig klar, wie genau "Covid-19" die Zellen unserer Lunge angreift.

Wissenschaftler der "University of Cambridge" haben nun erstmals mitverfolgen können, was sich bei einer "Sars-CoV-2"-Infektion auf zellulärer Ebene abspielt.

Coronainfektion: Welche Folgeschäden bringt der Virus mit sich?

Das Coronavirus "Sars-CoV-2" befällt nicht nur Lunge und Atemwege, sondern auch das Gewebe anderer Organe wie Herz, Darm, Gehirn oder auch des Nervensystems. Für die meisten dieser Organe fanden Mediziner bereits einen Weg, eine Coronainfektion erfolgreich im Labor betrachten zu können.

Ausgerechnet für die von "Covid-19" besonders schwer betroffenen Lungenbläschen fehlten bisher die Informationen, um zellulär nachzuverfolgen, wie eine Infektion genau abläuft. "Wir wissen noch überraschend wenig darüber, wie "Sars-CoV-2" die Lungen befällt und krankmacht", erklärt Joo-Hyeon Lee, Doktorin am Institut für Stammzellenforschung in Cambridge.

Forschern der "Universität Cambridge" ist es nun gelungen, den Krankheitsverlauf und die Auswirkungen von "Sars-CoV-2" auf die Lunge zu untersuchen. Dazu entwickelten die Wissenschaftler sogenannte Organoide, ein aus Stammzellen gezüchtetes Miniaturabbild eines Organs, in diesem Fall einer Lunge.

Die Forscher züchteten die Lungen-Organoide aus den Stammzellen gesunder Spender und infizierten sie anschließend mit "Sars-CoV-2". Ihre Beobachtungen und Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler im Fachmagazin für Stammzellenforschung Cell Stem Cell.

Schutzmechanismus: Corona treibt Zellen in den Selbstmord

Bereits der Kontakt mit einem einzelnen Viruspartikel reiche schon aus, um eine Lungenzelle zu infizieren, so die Forscher. Der Studie zufolge waren bereits einen Tag nach dem Erstkontakt mit "Covid-19" schon 61 Prozent der Lungenzellen des Organoiden mit Corona infiziert. Der Körper begann sofort mit der Produktion von Interferonen, einem Immunbotenstoff, welcher die Zellen in Alarmbereitschaft versetzt.

Doch obwohl sich die Zellen bereits nach wenigen Stunden veränderten und zu kleinen "Virenfabriken" mutierten, begann der Virenabwehrmechanismus erst nach 48 Stunden: Am dritten Tag nach der Infektion hätten die Zellen die Produktion antiviraler Moleküle maximal hochgefahren, so die Forscher.

Die körpereigene Zellabwehr reiche allerdings in den meisten Fällen nicht aus, um "Sars-CoV-2" zu besiegen. Somit komme es etwa 60 Stunden nach einer Infektion zur Produktion von Apoptose-Botenstoffen, berichten die Wissenschaftler.

Unter Apoptose versteht die Forschung eine Art Selbstmordkommando für Zellen: "Eine Zelle geht in die Apoptose, wenn ihr Signale entzogen werden, die sie für ihr Überleben benötigt, oder wenn ihr andere Signale den Selbstmord befehlen. [...] So wird verhindert, dass Genomdefekte an Tochterzellen weitergegeben werden", heißt es von Seiten des "Bundesministeriums für Bildung und Forschung".

Coronavirus-Studie: Organoide liefern gutes Abbild der Realität

Den Wissenschaftlern zufolge liefert die Studie einen wertvollen Einblick über den Verlauf und die Stadien einer "Covid-19"-Erkrankung - von der viralen Übernahme der Zellmaschinerie und ersten Alarmsignalen über die Mobilisierung der zelleigenen Gegenwehr bis zum Scheitern der Abwehrmaßnahmen und zum Tod der Zelle.

Man könne davon ausgehen, dass eine Infektion im menschlichen Körper sehr ähnlich abläuft. Da es bei Corona üblicherweise erst nach etwa zehn Tagen nach der Infektion zu schwerwiegenden Lungenschäden komme, sei davon auszugehen, dass die zelluläre Reaktion auf "Sars-CoV-2" beim Menschen im Vergleich zum Organoid mit einer zeitlichen Verzögerung eintrete.

Laut der Studie könnte dies daran liegen, dass das Coronavirus einige Tage braucht, um von den oberen Atemwegen in die Lunge zu gelangen.

Christopher Herzog hatte als Radiologe bereits mit zahlreichen Menschen zu tun, die sich mit dem Coronavirus angesteckt haben. Im Interview erklärt er, was dabei in der Lunge vor sich geht und warum ein "CT" wichtig sein kann.