Das Neuropeptid „Calcitonin Gene-Related Peptide“ (CGRP) ist ein starker Vasodilatator und Immunmodulator, das von sensorischen peripheren Neuronen, die die Atemwege innervieren, sekretiert wird.
In einer im
Journal of Virology veröffentlichten Studie enthüllen Wissenschaftler eine neue antivirale Funktion des CGRP. Diese vorteilhafte Aktivität des CGRP stellt einen neuen Schutzmechanismus dar, der zur Bekämpfung von COVID-19 genutzt werden könnte.
CGRP, ein Neuropeptid mit vielen Facetten
CGRP ist ein starker Vasodilatator, der in verschiedenen Pathologien gegensätzliche Effekte hat und beispielsweise Migräne verursacht, aber vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen schützt. Dieses Neuropeptid wird von sensorischen peripheren Neuronen, den sogenannten Nozizeptoren, die Schmerzsignale übertragen und alle inneren Organe und Gewebe innervieren, ausgeschüttet. Wenn es auf der Ebene der Schleimhaut sekretiert wird, ist CGRP auch an neuro-immunen Interaktionen beteiligt, unabhängig von seiner vasodilatatorischen Funktion, beeinflusst aber direkt die Funktionsweise verschiedener Immunzellen.
Ein erneutes Interesse am CGRP hat seine wichtigen und wenig bekannten Rollen bei Infektionen offenbart. In früheren Studien haben Wissenschaftler entdeckt, dass CGRP eine starke antivirale Funktion ausübt. Durch seine Wirkung auf die Langerhans-Zellen, die Antigenpräsentationszellen, hemmt CGRP stark deren Infektion durch sexuell übertragbare Viren.
CGRP ist reichlich in den Atemwegen vorhanden, wo es sowohl von den die Lunge innervierenden Nozizeptoren als auch von den neuroendokrinen Lungenzellen (PNECs) ausgeschüttet wird. Aufgrund seiner blutdrucksenkenden und entzündungshemmenden Wirkungen könnte CGRP mehrere Aspekte der COVID-19-bedingten Lungenphysiopathologie kontrollieren.
Ein therapeutisches Potenzial im Kampf gegen Covid-19
In einem Artikel, der im
Journal of Virology veröffentlicht wurde, suchten Wissenschaftler nach der Antwort darauf, ob die antivirale Funktion von CGRP auch für Atemwegsviren gilt, mit einem Fokus auf SARS-CoV-2.
CGRP hemmt die Infektion durch SARS-CoV-2.
Das pseudostratifizierte Bronchialepithel besteht aus verschiedenen Epithelzelltypen wie sekretorischen und Flimmerzellen (1). Es enthält auch PNECs (2) und wird von Nozizeptoren (3) innerviert, die die beiden Hauptquellen für die CGRP-Sekretion in der Lunge darstellen. Während COVID-19 infiziert SARS-CoV-2 hauptsächlich die Flimmerzellen des Epithels (4), was zu Schäden und einer Zytokinsturm führt. Diese Studie zeigt, dass CGRP die Expression der Eintrittsrezeptoren von SARS-CoV-2 in Bronchialepithelzellen verringert und somit deren produktive Infektion durch SARS-CoV-2 hemmt (5).
© Yonatan GANOR
In Zusammenarbeit mit mehreren Klinikern zeigen die Wissenschaftler, dass bei Patienten mit kritischem COVID-19 der CGRP-Spiegel in bronchoalveolären Lavages (BALs) erhöht ist. Insbesondere sind die CGRP-Spiegel in den BALs hoch, wenn die Patienten SARS-CoV-2-positiv sind, und kehren auf Normalwerte zurück, wenn die Patienten später SARS-CoV-2-negativ werden.
Die Wissenschaftler zeigen auch in In-vitro-Studien an der bronchialen Epithelzelllinie Calu-3, dass CGRP direkt die Infektion durch die Omikron- und Alpha-Varianten von SARS-CoV-2 hemmt, unabhängig davon, ob das Neuropeptid vor oder nach der Infektion hinzugefügt wird. Eine solche Hemmung erfordert die Aktivierung des CGRP-Rezeptors, was zu einer Verringerung der Oberflächenexpression der Eintrittsrezeptoren von SARS-CoV-2 führt.
All diese Ergebnisse über die Kontrolle der SARS-CoV-2-Replikation durch CGRP deuten darauf hin, dass CGRP einen schützenden und günstigen endogenen Mechanismus hervorruft, ähnlich wie bei anderen Lungenerkrankungen (z. B. Asthma und Mukoviszidose). Ein erhöhter CGRP-Spiegel in der Lunge verursacht somit keine Schäden, sondern stellt vielmehr eine schützende kompensatorische Reaktion dar, wodurch eine vorteilhafte Klärung von SARS-CoV-2 bei Patienten mit kritischer COVID-19 gefördert wird.
Die Wissenschaftler schlagen nun vor, dass Formulierungen, die CGRP enthalten oder dessen Sekretion induzieren, bei der Prävention und Behandlung von kritischem COVID-19 nützlich sein könnten, als Ergänzung zu COVID-19-Impfstoffen und antiviralen Medikamenten gegen SARS-CoV-2.
Referenzen:
CGRP inhibits SARS-CoV-2 infection of bronchial epithelial cells and its pulmonary levels correlate with viral clearance in critical COVID-19 patients.
Journal of Virology. 2024.
DOI:
10.1128/jvi.00128-24
Quelle: CNRS INSB