Covid-19: SARS-CoV-2-Virus kann das Innenohr infizieren

Viele Covid-19-Patienten haben von Symptomen berichtet, die die Ohren betreffen, darunter Hörverlust und Tinnitus. Auch Schwindel und Gleichgewichtsstörungen können auftreten, was darauf hindeutet, dass das SARS-CoV-2-Virus das Innenohr infizieren kann.

Covid-19: SARS-CoV-2-Virus kann das Innenohr infizieren

Eine neue Studie des MIT und Massachusetts Eye and Ear liefert den Beweis, dass das Virus tatsächlich Zellen des Innenohrs infizieren kann, einschließlich Haarzellen, die sowohl für das Hören als auch für das Gleichgewicht entscheidend sind. Die Forscher fanden auch heraus, dass das Infektionsmuster im menschlichen Innenohrgewebe mit den Symptomen übereinstimmt, die in einer Studie mit 10 Covid-19 Patienten beobachtet wurden, die eine Vielzahl von ohrbezogenen Symptomen berichteten.

Die Forscher verwendeten für ihre Studien neuartige zelluläre Modelle des menschlichen Innenohrs, die sie entwickelten, sowie schwer erhältliches menschliches Innenohrgewebe aus Erwachsenen. Die begrenzte Verfügbarkeit dieses Gewebes hat frühere Studien zu Covid-19 und anderen Viren, die Hörverlust verursachen können, behindert.

Konstantina Stankovic, ehemalige außerordentliche Professorin an der Harvard Medical School und ehemalige Chefin für Otologie und Neurotologie am Massachusetts Eye and Ear, die heute Professorin der Bertarelli Foundation und Vorsitzende der Abteilung für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde an der Stanford University School of Medicine ist, die Studie gemeinsam geleitet. Minjin Jeong, ein ehemaliger Postdoc in Stankovics Labor an der Harvard Medical School und jetzt an der Stanford Medical School, ist der Hauptautor des Papiers, das heute in Communications Medicine erscheint.

Modelle der Ohrinfektion

Bevor die Covid-19-Pandemie begann, arbeiteten Gehrke und Stankovic gemeinsam an einem Projekt zur Entwicklung von Zellmodellen zur Untersuchung von Infektionen des menschlichen Innenohrs. Viren wie Cytomegalovirus, Mumpsvirus und Hepatitisviren können alle Taubheit verursachen, aber genau wie sie dies tun, ist nicht gut verstanden.

Anfang 2020, nach dem Auftauchen des SARS-CoV-2-Virus, änderten die Forscher ihre Pläne. Bei Massachusetts Eye and Ear begann Stankovic, Patienten mit Hörverlust, Tinnitus und Schwindel zu sehen, die positiv auf Covid-19 getestet worden waren. „Damals war noch sehr unklar, ob das ursächlich zusammenhängt oder zufällig ist, weil Hörverlust und Tinnitus so häufig sind“, erinnert sie sich.

Sie und Gehrke beschlossen, das Modellsystem, an dem sie arbeiteten, zu verwenden, um die Infektion mit SARS-CoV-2 zu untersuchen. Sie schufen ihre Zellmodelle, indem sie menschliche Hautzellen nahmen und sie in induzierte pluripotente Stammzellen umwandelten. Dann konnten sie diese Zellen stimulieren, sich in verschiedene Arten von Zellen im Innenohr zu differenzieren: Haarzellen, Stützzellen, Nervenfasern und Schwann-Zellen, die Neuronen isolieren.

Diese Zellen könnten in einer flachen, zweidimensionalen Schicht gezüchtet oder in dreidimensionalen Organoiden organisiert werden. Darüber hinaus konnten die Forscher Proben von schwer zugänglichem Innenohrgewebe von Patienten entnehmen, die wegen einer Erkrankung, die schwere Schwindelanfälle verursacht, oder eines Tumors, der Hörverlust und Schwindel verursacht, operiert wurden.

Sowohl in den menschlichen Innenohrproben als auch in den aus Stammzellen gewonnenen Zellmodellen fanden die Forscher heraus, dass bestimmte Zelltypen -; Haarzellen und Schwann-Zellen -; exprimieren die Proteine, die das SARS-CoV-2-Virus benötigt, um in die Zellen einzudringen. Zu diesen Proteinen gehören der ACE2-Rezeptor, der auf Zelloberflächen zu finden ist, und zwei Enzyme namens Furin und Transmembranprotease Serin 2, die dem Virus helfen, mit der Wirtszelle zu verschmelzen.

Die Forscher zeigten dann, dass das Virus tatsächlich das Innenohr infizieren kann, insbesondere die Haarzellen und in geringerem Maße auch die Schwann-Zellen. Sie fanden heraus, dass die anderen Zelltypen in ihren Modellen nicht anfällig für eine SARS-CoV-2-Infektion waren.

Die von den Forschern untersuchten menschlichen Haarzellen waren vestibuläre Haarzellen, die an der Erfassung der Kopfbewegung und der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts beteiligt sind. Cochlea-Haarzellen, die am Hören beteiligt sind, sind in einem Zellmodell viel schwieriger zu erhalten oder zu erzeugen. Die Forscher zeigten jedoch, dass Cochlea-Haarzellen von Mäusen auch Proteine ​​enthalten, die den Eintritt von SARS-CoV-2 ermöglichen.

Virale Verbindung

Das Infektionsmuster, das die Forscher in ihren Gewebeproben fanden, scheint den Symptomen zu entsprechen, die bei einer Gruppe von 10 Covid-19-Patienten beobachtet wurden, die nach ihrer Infektion über ohrbedingte Symptome berichteten. Neun dieser Patienten litten an Tinnitus, sechs an Schwindel und alle hatten einen leichten bis hochgradigen Hörverlust.

Schäden an Cochlea-Haarzellen, die zu Hörverlust führen können, werden normalerweise durch Messung der otoakustischen Emissionen bewertet -; Geräusche, die von sensorischen Haarzellen abgegeben werden, wenn sie auf eine akustische Stimulation reagieren. Unter den sechs Covid-19 Patienten in der Studie, die sich diesem Test unterzogen, hatten alle reduzierte oder keine otoakustischen Emissionen.

Obwohl diese Studie stark darauf hindeutet, dass Covid-19 Hör- und Gleichgewichtsprobleme verursachen kann, ist der Gesamtprozentsatz der Covid-19-Patienten, die Ohrenprobleme hatten, nicht bekannt.

„Anfangs lag dies daran, dass Routinetests für Patienten, bei denen Covid diagnostiziert wurde, nicht ohne weiteres verfügbar waren und auch, wenn Patienten lebensbedrohlichere Komplikationen hatten, sie nicht viel darauf achteten, ob ihr Hörvermögen eingeschränkt war oder ob sie Tinnitus hatten “, sagt Stankovic. „Wir wissen immer noch nicht, wie hoch die Inzidenz ist, aber unsere Ergebnisse erfordern wirklich eine erhöhte Aufmerksamkeit für audiovestibuläre Symptome bei Menschen mit Covid-Exposition.“

Mögliche Wege für das Virus, in die Ohren einzudringen, umfassen die Eustachische Röhre, die die Nase mit dem Mittelohr verbindet. Das Virus könne möglicherweise auch durch kleine Öffnungen, die die Riechnerven umgeben, aus der Nase entweichen, sagt Stankovic. Dies würde es ihm ermöglichen, in den Gehirnraum einzudringen und Hirnnerven zu infizieren, einschließlich desjenigen, der mit dem Innenohr verbunden ist.

Die Forscher hoffen nun, mit ihren menschlichen Zellmodellen mögliche Behandlungen für die durch SARS-CoV-2 und andere Viren verursachten Innenohrinfektionen zu testen.