Studie findet heraus, warum Menschen mit Diabetes schweres COVID-19 entwickeln

Eine aktuelle Studie eines Teams internationaler klinischer Forscher enthüllt den Mechanismus des Zytokinsturms während einer Coronavirus-Infektion. Während der COVID-19-Pandemie haben Kliniker festgestellt, dass bestimmte Patienten einem besonders hohen Risiko ausgesetzt sind, eine schwere Erkrankung zu entwickeln oder an einer Coronavirus-Infektion zu sterben.

Studie findet heraus, warum Menschen mit Diabetes schweres COVID-19 entwickeln

Typ-2-Diabetes – eine Erkrankung, von der mehr als 10 Prozent der US-Bevölkerung betroffen sind – ist einer der Hauptrisikofaktoren für eine schwere COVID-19-Erkrankung. Neue Forschungen von U-M enthüllen, warum dies so sein könnte, und bieten Hoffnung auf eine mögliche Therapie.

Der Täter scheint ein Enzym namens SETDB2 zu sein. Das gleiche Enzym wurde mit nicht heilenden, entzündlichen Wunden bei Menschen mit Diabetes in Verbindung gebracht.

Im Labor von Katherine Gallagher, MD der Michigan Medicine Departments of Surgery and Microbiology and Immunology, beschlossen der Forscher W. James Melvin, MD, und seine Kollegen, einen möglichen Zusammenhang zwischen dem Enzym und der außer Kontrolle geratenen Entzündung zu untersuchen, die sie aus erster Hand miterlebten bei COVID-Patienten auf der Intensivstation.

Ausgehend von einem Mausmodell der Coronavirus-Infektion fanden sie heraus, dass SETDB2 in Immunzellen, die an der Entzündungsreaktion, den sogenannten Makrophagen, von infizierten Mäusen mit Diabetes beteiligt sind, verringert war. Später sahen sie dasselbe in Monozyten-Makrophagen im Blut von Menschen mit Diabetes und schwerem COVID-19.

“Wir glauben, dass wir einen Grund dafür haben, warum diese Patienten einen Zytokinsturm entwickeln”, sagte Melvin.

In den Maus- und Menschenmodellen stellten Melvin und Gallagher fest, dass die Entzündung mit dem Rückgang von SETDB2 zunahm. Darüber hinaus zeigten sie, dass ein als JAK1/STAT3 bekannter Weg SETDB2 in Makrophagen während einer Coronavirus-Infektion reguliert.

Zusammengenommen weisen die Ergebnisse auf einen möglichen therapeutischen Weg hin. Frühere Ergebnisse aus dem Labor zeigten, dass Interferon, ein für die virale Immunität wichtiges Zytokin, SETDB2 als Reaktion auf die Wundheilung erhöht. In ihrer neuen Studie fanden sie Blutserum von Patienten auf der Intensivstation mit Diabetes und schwerem COVID-19 hatte im Vergleich zu Patienten ohne Diabetes reduzierte Interferon-Beta-Spiegel.

„Interferon wurde während der gesamten Pandemie als potenzielle Therapie untersucht, wobei die Bemühungen zwischen dem Versuch, den Interferonspiegel zu erhöhen oder zu senken, hin und her gingen“, sagte Gallagher. “Meiner Meinung nach wird seine Wirksamkeit als Therapie sowohl patienten- als auch zeitspezifisch sein.”

Um dies zu testen, verabreichte das Studienteam Coronavirus-infizierten diabetischen Mäusen Interferon Beta und stellte fest, dass sie in der Lage waren, SETDB2 zu erhöhen und entzündliche Zytokine zu senken.

„Wir versuchen herauszufinden, was SETDB2 kontrolliert, das eine Art Hauptregulator für viele dieser entzündlichen Zytokine ist, von denen Sie hören, dass sie bei COVID-19 erhöht sind, wie IL-1B, TNFalpha und IL- 6″, erklärte Gallagher.

“Wenn man stromaufwärts betrachtet, was SETDB2 steuert, ist Interferon am oberen Ende, mit JaK1 und STAT3 in der Mitte. Interferon erhöht beide, was SETDB2 in einer Art Kaskade erhöht.”

Dies sei wichtig, fügte sie hinzu, da die Identifizierung des Signalwegs andere potenzielle Wege aufzeige, auf das Enzym abzuzielen.

Melvin und Gallagher hoffen, dass die Ergebnisse dieser Studie in laufende klinische Studien zu Interferon oder anderen nachgeschalteten Komponenten des Signalwegs, einschließlich epigenetischer Ziele, für COVID-19 einfließen werden. Ihre Arbeit unterstreicht auch die Notwendigkeit, den Zeitpunkt und die Zellspezifität der Therapie zu verstehen und ihre Anwendung auf die Grunderkrankungen von Patienten, insbesondere Patienten mit Diabetes, abzustimmen.

“Unsere Forschung zeigt, dass es vielleicht einen großen Unterschied machen kann, wenn wir Patienten mit Diabetes mit Interferon gezielt ansprechen können, insbesondere zu Beginn ihrer Infektion”, sagte Melvin.

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