Mehrere Monate nach einer Covid-19-Erkrankung können bei einigen Patienten Symptome fortbestehen. Wissenschaftler des Institut Pasteur zeigen an einem Tiermodell, dass SARS-CoV-2 das Gehirn infiziert und bis zu 80 Tage nach der akuten Phase der Infektion in einem Teil des Gehirns, dem Hirnstamm, persistiert.
Die Anwesenheit des Virus steht in Zusammenhang mit Anzeichen von Depressionen, Gedächtnisstörungen und Angstzuständen. Gene, die mit dem Stoffwechsel und der Aktivität von Neuronen zusammenhängen, sind im Gehirn dieser Tiere gestört, ähnlich wie bei neurodegenerativen Erkrankungen.
Das Fortbestehen bestimmter Symptome mehrere Wochen oder sogar Monate nach einer Covid-19-Infektion zeigte sich bereits in der ersten Infektionswelle. Dieses Phänomen, das heute als "Long-Covid" (oder Post-Covid-19-Syndrom) bezeichnet wird, ist durch eine Reihe von Symptomen gekennzeichnet, die in der Regel innerhalb von drei Monaten nach der ursprünglichen Erkrankung auftreten und mindestens zwei Monate andauern.
Laut Schätzungen von Santé publique France waren Ende 2022 etwa 4 % der erwachsenen Bevölkerung in Frankreich von Long-Covid betroffen. Die häufigsten chronischen und beeinträchtigenden Symptome von Long-Covid sind: tiefe Erschöpfung, neurologische Störungen ("Gehirnnebel"), Atembeschwerden (Kurzatmigkeit, Tachykardie) oder Kopfschmerzen.
Forscher der Abteilung Lyssaviren, Epidemiologie und Neuropathologie am Institut Pasteur hatten zuvor gezeigt, dass das Riechepithel ein Eintrittstor des Virus ins Gehirn darstellen und einige neurologische Manifestationen von Long-Covid erklären könnte. In dieser Studie verfolgten die Wissenschaftler die Auswirkungen der SARS-CoV-2-Infektion auf das zentrale Nervensystem bis zu 80 Tage nach der akuten Phase der Infektion im Tiermodell.
Die Forscher wiesen virale RNAs von SARS-CoV-2 im Nervensystem, insbesondere in einem Teil des Gehirns namens "Hirnstamm", bei den meisten infizierten Tieren und für alle untersuchten Sars-CoV-2-Varianten (Wuhan, Delta, Omicron BA1) 80 Tage nach der akuten Infektionsphase nach. Ergänzende Analysen zeigten die Replikationsaktivität des Virus in den Geweben, was bedeutet, dass das Virus weiterhin neue Zellen infizieren kann, die Viruslast jedoch niedrig ist. Das Virus könnte so "im Hintergrund" im Hirnstamm persistieren.
Die Forscher untersuchten anschließend die Folgen dieser viralen RNAs auf den Gehirnstoffwechsel. Sie beobachten, dass Gene, die mit dem Stoffwechsel und der Aktivität von Neuronen zusammenhängen, im Gehirn dieser Tiere gestört sind, ähnlich den molekularen Signaturen neurodegenerativer Erkrankungen, insbesondere der Parkinson-Krankheit mit der Dysregulation des Dopaminwegs.
Long-Covid: SARS-CoV-2 persistiert langfristig im Hirnstamm und stört die Aktivität der NeuronenFluoreszenzmikroskopie von Zellen, die mit dem aus dem Gehirn infizierter Hamster isolierten SARS-CoV-2-Virus infiziert sind. Zwei virale Proteine sind markiert: Spike (grün) und Nukleoprotein (rosa). Die Zellkerne sind blau markiert.
© Anthony Coleon - Institut Pasteur "
Wir haben beobachtet, dass die Expression der Gene, die mit dem Dopaminstoffwechsel zusammenhängen, verändert ist. Die Infektion mit Sars-CoV-2 scheint einen Einfluss auf die Produktion von Dopamin zu haben, einem Neurotransmitter, der an der Regulation von Emotionen und Gedächtnis beteiligt ist.", erklärt Anthony Coleon, Erstautor der Studie und Doktorand in der Abteilung Lyssaviren, Epidemiologie und Neuropathologie am Institut Pasteur.
Die Wissenschaftler beobachten außerdem, dass die Anwesenheit des Virus 80 Tage nach der akuten Infektionsphase mit Anzeichen von Depressionen, Gedächtnisstörungen und Angstzuständen zusammenhängt. Darüber hinaus zeigte die Auswertung dieser Symptome einen Unterschied der Verhaltenssymptome je nach Geschlecht der Tiere.
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Unsere Studie zeigt erstmals im Tiermodell die langfristigen biologischen Folgen einer Infektion mit Sars-CoV-2 auf. Sie deutet auf biologische Signaturen hin, die einige der bei Patienten beobachteten anhaltenden Symptome erklären könnten", fährt Guilherme Dias de Melo, Hauptautor der Studie und Forscher in der Abteilung Lyssaviren, Epidemiologie und Neuropathologie am Institut Pasteur, fort.
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Wir setzen unsere Arbeiten fort, um zu verstehen, wie die Infektion den Funktionsverlust der Dopamin-Neuronen induziert. Unsere Studie hat es ermöglicht, eine Liste von Genen zu identifizieren, die langfristig durch die SARS-CoV-2-Infektion dereguliert werden. Diese Gene stellen potenzielle Ziele für die Suche nach therapeutischen Molekülen dar", schließt er.
Diese Studie wurde am 22. Juli 2025 in
Nature Communications veröffentlicht.
Quelle: Institut Pasteur