Artikel zur Langlebigkeit

Die Schwere von COVID-19-Infektionen korreliert mit der Telomerlänge

Die Schwere von COVID-19-Infektionen korreliert mit der Telomerlänge

Die Inzidenz schwerer Manifestationen von COVID-19 nimmt mit zunehmendem Alter zu, wobei ältere Patienten die höchste Sterblichkeit aufweisen. Ein Alterungsmechanismus ist die fortschreitende Verkürzung der Telomere, bei denen es sich um Schutzstrukturen an den Chromosomenenden handelt. Kritisch kurze Telomere beeinträchtigen die Regenerationsfähigkeit von Geweben und führen zum Verlust der Gewebehomöostase und zu Krankheiten. Das SARS-CoV-2-Virus infiziert viele verschiedene Zelltypen und erzwingt die Zellumwandlung und -regeneration, um die Gewebehomöostase aufrechtzuerhalten.

Jetzt, Spanische Forscher haben herausgefunden, dass kürzere Telomere mit einer erhöhten Schwere der Erkrankung verbunden sind. Personen im unteren Perzentil der Telomerlänge und im höheren Perzentil der kurzen Telomere haben ein höheres Risiko, schwere COVID-19-Erkrankungen zu entwickeln. Diese Ergebnisse zeigen, dass Strategien zur Verlängerung der Telomere eine potenziell nützliche Therapieform bei Patienten mit verbleibenden Lungenschäden nach COVID-19 sein könnten.

Behandlung von COVID-19 als regenerative Krankheit

Während wir in das zweite Jahr der COVID-19-Pandemie eintreten, haben Wissenschaftler ihren Fokus von der Identifizierung der Infektionsursachen auf das Verständnis der Funktionsweise des Virus verlagert, sobald eine Infektion festgestellt wurde. Ungefähr 80 % der Menschen, die dem Virus ausgesetzt sind, leiden nach einer Infektion unter leichten grippeähnlichen Symptomen, während die restlichen 20 % eine schwerere Form der Krankheit entwickeln, die Atemwegskomplikationen, multiorganisches Versagen oder sogar den Tod umfassen kann.

Rezeptoren für das Virus sind in der Lunge, der Niere und dem Darm vorhanden, was erklärt, warum diese Gewebe während einer Infektion häufig geschädigt werden. Diese Infektionsherde heilen oft ab, es kommt jedoch zu irreversiblen Narben, die gemeinhin als Fibrose bezeichnet werden.

Diese dauerhafte Nebenwirkung veranlasste die Forscher zu der Vermutung, dass die Virusinfektion die Regenerations- und Heilungsfähigkeit der infizierten Zellen erschöpfen könnte. Hinzu kommen Hinweise darauf, dass Infektionen bei älteren Menschen in der Regel schwerwiegender sind. Aus diesem Grund haben Forscher gefolgert, dass die Schwere der Erkrankung und die daraus resultierenden Komplikationen mit den Mechanismen des Alterns zusammenhängen.

Die Rolle von Telomeren beim Altern

Ein solches Ereignis ist die altersbedingte Verkürzung telomere, eine besondere Struktur an den Spitzen der Chromosomen. Verkürzte Telomere führen zur Erschöpfung des Proliferationspotenzials von Stammzellen und Immunzellen, was sich direkt auf die Fähigkeit des Körpers auswirkt, die Infektion zu bekämpfen und Narbenbildung durch Fibrose zu verhindern.

Diese speziellen Strukturen fungieren als schützende Endkappen, um den genetischen Abbau zu verhindern, und unterstützen auch den DNA-Reparaturprozess. Während des normalen Alterungsprozesses geht bei jeder Zellteilung ein kleiner Teil des Telomers verloren.

Der Verlust der Telomerlänge beschleunigt die Zellalterung und kann zur Apoptose oder zum vorprogrammierten Zelltod führen. Außerdem sind kürzere Telomere mit einem erhöhten Krankheitsrisiko verbunden. Wissenschaftler haben die Hypothese aufgestellt, dass Telomere als biologische Uhr dienen, um die Lebensdauer einer Zelle und von Organismen zu bestimmen (1). Telomere sind ein wichtiger Bestandteil des natürlichen Alterungsprozesses und ein Ziel für Anti-Aging-Therapien.

Telomerase ist in embryonalen Stammzellen aktiv. Nach der Geburt wird die Telomerase jedoch in den meisten Zellen deaktiviert, was dazu führt, dass sich die Telomere mit zunehmendem Alter verkürzen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Behandlung mit einem speziellen Protein namens Telomerase die Telomere verlängert. Dies wurde auch als Anti-Aging-Strategie vorgeschlagen (2).

In den ersten Wochen der COVID-19-Pandemie zeichnete sich bei den Betroffenen ein klares Infektionsmuster ab. Jüngere Patienten schienen mildere Symptome zu entwickeln, während ältere Patienten, die infiziert waren, tendenziell schwerere Formen der Krankheit entwickelten. Dabei spielte eindeutig eine altersbedingte Komponente eine Rolle.

kürzere Telomere sind mit einer erhöhten Inzidenz von Covid-19-Erkrankungen verbunden

Studie verbindet schwere COVID-19-Erkrankung mit kurzen Telomeren

Aufgrund dieses altersbedingten Zusammenhangs beschloss eine Gruppe spanischer Forscher des spanischen Nationalen Krebszentrums (CNIO), die Telomere infizierter Patienten zu untersuchen, um festzustellen, ob ein Zusammenhang zwischen der Telomerlänge und dem Schweregrad der COVID-19-Infektion besteht. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Altern (3). 

„Wir wissen, dass das Virus alveoläre Typ-II-Pneumozyten infiziert und dass diese Zellen an der Lungenregeneration beteiligt sind; Wir wissen auch, dass sie sich bei Telomerschäden nicht regenerieren können, was zu Fibrose führt.“ angegeben Dr. Maria Blasco, deren Labor die Studie leitete. „Das ist bei Patienten mit Lungenläsionen nach COVID-19 zu beobachten: Wir glauben, dass sie Lungenfibrose entwickeln, weil sie kürzere Telomere haben, was die Regenerationsfähigkeit ihrer Lunge einschränkt.“

Die Studie umfasste 61 Patienten im Alter von 29 bis 85 Jahren, die nach der Schwere ihrer Symptome klassifiziert wurden. Eine Punktzahl von 1 wurde den Teilnehmern mit niedrigem Fieber und Husten zugewiesen, während am anderen Ende eine Punktzahl von 4 für Teilnehmer mit Merkmalen des akuten Atemnotsyndroms (ARDS) oder anderen schweren Komplikationen vergeben wurde, die eine Behandlung auf der Intensivstation erforderten .

Die Länge der Telomere wurde durch die Extraktion von DNA aus Blutproben bestimmt. Sanchez-Vazquez und Kollegen stellten zunächst fest, dass eine signifikante umgekehrte Korrelation zwischen der mittleren Telomerlänge sowie dem Prozentsatz kurzer Telomere und dem Alter der COVID-19-Patienten besteht. beobachteten auch eine signifikante direkte Korrelation zwischen dem Prozentsatz an kurzen Telomeren. Diese Ergebnisse bestätigen eine deutlich höhere Inzidenz von kurzen Telomeren mit zunehmendem Alter bei den COVID-19-Patienten.

Die Studie ergab auch, dass es eine umgekehrte Korrelation zwischen der Telomerlänge und der Schwere der Erkrankung gab. Kürzere Telomerlängen waren mit höheren Schweregradwerten verbunden. Es gab auch einen direkten Zusammenhang zwischen Alter und Schwere der Erkrankung. „Interessanterweise haben wir auch herausgefunden, dass Patienten mit schwereren COVID-19-Pathologien in verschiedenen Altersstufen kürzere Telomere haben als Patienten mit leichteren Erkrankungen“, erklärten die Autoren.

Interessanterweise beobachteten die Forscher auch, dass die Telomere bei weiblichen Teilnehmern durchweg länger waren. Dies steht im Einklang mit epidemiologischen Daten aus der Pandemie, die zeigen, dass mit COVID-19 infizierte Frauen insgesamt niedrigere Sterblichkeitsraten aufweisen (4).

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei Patienten, die mit COVID-19 infiziert sind, ein höheres Risiko für schwere Komplikationen besteht, wenn ihre Telomere kürzer sind. Da die Verkürzung der Telomere Teil des natürlichen Alterungsprozesses ist, besteht bei älteren Patienten im Vergleich zur jüngeren Teilnehmergruppe leider ein höheres Risiko.

Mögliche Behandlung durch Anti-Aging-Strategien

Diese Studie zeigt, dass die Verkürzung der Telomere, eines der Kennzeichen des Alterns, die Schwere einer COVID-19-Infektion beeinflussen kann. Therapien, die auf den Erhalt der Telomerlänge abzielen, wie etwa die Behandlung mit Telomerase, können sich als nützlich erweisen, um Komplikationen durch COVID-19 vorzubeugen. Obwohl diese Ergebnisse vielversprechend sind, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, ob diese Strategie sicher für die Anwendung beim Menschen entwickelt werden kann.

Verweise:

  1. Shammas MA. Telomere, Lebensstil, Krebs und Altern. Aktuelle Meinung Clin Nutr Metab Care. 2011;14(1):28-34. doi:10.1097/MCO.0b013e32834121b1
  2. Bernardes de Jesus B, Vera E, Schneeberger K, et al. Die Telomerase-Gentherapie bei erwachsenen und alten Mäusen verzögert das Altern und erhöht die Lebenserwartung, ohne die Krebserkrankung zu erhöhen. Embo mol med. 2012;4(8):691-704. doi:10.1002/emmm.201200245
  3. Sanchez-Vazquez R, Guío-Carrión A, Zapatero-Gaviria A, Martínez P, Blasco MA. Kürzere Telomerlängen bei Patienten mit schwerer COVID-19-Erkrankung [online vor Drucklegung veröffentlicht, 11. Januar 2021]. Altern (Albany, New York). 2021;12:10.18632/aging.202463. doi:10.18632/aging.202463
  4. COVID-19 Sex-Disaggregated Data Tracker verfügbar unter: http://globalhealth5050.org/covid19
  5. Herrera E, Samper E, Martín-Caballero J, Flores JM, Lee HW, Blasco MA. Bei Mäusen mit kurzen Telomeren treten Krankheitszustände, die mit einem Telomerasemangel einhergehen, früher auf. EMBO J. 1999;18(11):2950-2960. doi:10.1093/emboj/18.11.2950


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