Neue Studie zeigt verborgene Molekülveränderungen bei Long COVID und POTS

Stellenbosch/Calgary – Eine internationale Forschergruppe hat in einer aktuellen Studie entdeckt, dass kleine chemische Veränderungen an Proteinen in Blutgerinnseln, sogenannte post-translationale Modifikationen (PTMs), die Unterschiede zwischen Long COVID, dem posturalen orthostatischen Tachykardie-Syndrom (POTS) vor der COVID-19-Pandemie und ihrer Kombination erklären könnten. Diese Veränderungen sind im Labor mit herkömmlichen Bluttests oft nicht sichtbar, könnten aber spezifische Krankheitsmechanismen beleuchten. Die Ergebnisse wurden auf der Preprint-Plattform bioRxiv veröffentlicht.

Long COVID und POTS im Überblick

Long COVID, auch Post-Acute Sequelae of SARS-CoV-2 Infection (PASC) genannt, betrifft weltweit Millionen Patientinnen und Patienten. Betroffene leiden unter anhaltender Müdigkeit, Atemnot, Gedächtnisproblemen oder Herzrasen – oft Monate oder Jahre nach einer Infektion. Schätzungen gehen von 10 bis 26 Prozent der Infizierten aus.

POTS ist eine Störung des autonomen Nervensystems, bei der der Herzschlag beim Aufstehen stark ansteigt – oft um mehr als 30 Schläge pro Minute. Dies kann Schwindel, Ohnmacht oder Erschöpfung auslösen. Über 90 Prozent der Betroffenen sind Frauen. Häufig tritt POTS nach einer viralen Erkrankung auf, wie eine aktuelle Übersicht zeigt.

In der Studie wurden drei Gruppen untersucht: Patientinnen und Patienten mit POTS vor COVID-19 (PC-POTS), Patientinnen und Patienten mit Long COVID ohne POTS sowie Patientinnen und Patienten mit einer Kombination aus beiden (LC-POTS).

Untersuchung von Blutgerinnseln

Die Forschenden, geleitet von Etheresia Pretorius (Stellenbosch University, Südafrika) und Satish R. Raj (University of Calgary, Kanada), analysierten Blutproben von 73 Patientinnen und Patienten sowie 16 gesunden Kontrollpersonen. Die PC-POTS-Proben stammen aus der Zeit vor der Pandemie.

Mit Methoden wie Fluoreszenz-Bildgebung, Durchflusszytometrie und Proteomik untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sogenannte Fibrinaloid-Mikrogerinnsel (FMCs). Dabei handelt es sich um dichte Proteinaggregate, die die Durchblutung kleiner Gefäße behindern können.

Die Forschenden fanden FMCs in allen drei Gruppen, jedoch nicht signifikant häufiger als bei den gesunden Kontrollpersonen. Der entscheidende Unterschied lag in den PTMs – chemischen Veränderungen an Proteinen, die deren Funktion beeinflussen. „Diese Modifikationen erklären, warum Routinebluttests oft normal ausfallen, obwohl die Patientinnen und Patienten schwer leiden“, so Pretorius.

Unterschiedliche Muster je Erkrankung

Die Analyse ergab nur wenige Unterschiede in der Proteinmenge selbst – lediglich drei Proteine wiesen signifikante Veränderungen auf. Anders verhielt es sich bei den PTMs:

• Long COVID: Veränderungen an Gerinnungsproteinen wie Fibrinogen, einschließlich fortgeschrittener Glykations-Endprodukte (AGEs) und Oxidationsschäden. Diese können zu stabileren Gerinnseln führen, die die Durchblutung beeinträchtigen.
• PC-POTS: Weniger Veränderungen an Gerinnungsproteinen, dafür starke oxidative Veränderungen an Stoffwechselproteinen (Apolipoproteine A1 und B) und Immunveränderungen an Komplementproteinen (C3, C4A/B) sowie Immunglobulinen (IgG1).
• LC-POTS: Eine Mischung aus beiden Mustern – Gerinnungsmodifikationen wie bei Long COVID und Immunveränderungen wie bei PC-POTS.

Viele der veränderten Proteinfragmente zeigten eine hohe Amyloidogenität, das heißt, sie lagern sich leicht zu Strukturen zusammen, die kleine Blutgefäße blockieren und Symptome wie Müdigkeit oder Gehirnnebel verursachen könnten.

Stärken und Grenzen

Die Forschenden nutzten präzise Methoden wie doppelte Trypsin-Verdauung und Massenspektrometrie, um PTMs genau zu identifizieren. Statistische Tests bestätigten die Unterschiede zwischen den Gruppen.

Einschränkungen der Studie: Die Stichprobe war klein, und es fehlten funktionelle Tests, um genau zu prüfen, wie die Modifikationen die Proteinfunktion beeinflussen. Außerdem wurden nur die unlöslichen Proteinfraktionen untersucht.

Die Ergebnisse könnten künftig helfen, die Beschwerden von Patientinnen und Patienten besser zu verstehen und neue diagnostische Marker oder Therapien zu entwickeln. Mögliche Ansätze könnten Medikamente gegen Oxidation, Glykation oder Komplement-Aktivierung sein. Für Betroffene bedeutet dies eine wissenschaftliche Bestätigung ihrer Symptome, die oft als „eingebildet“ abgetan werden.

Die Autorinnen und Autoren betonen die Notwendigkeit größerer Folgeuntersuchungen, um die PTM-Muster zu bestätigen und mit Symptomschwere zu korrelieren. Bis dahin bleibt die Behandlung symptomorientiert, etwa mit Salzzufuhr, Kompressionsstrümpfen oder Medikamenten gegen Herzrasen.

Die Studie liefert einen wichtigen Beitrag zum Verständnis post-viraler Erkrankungen und eröffnet Perspektiven für Forschung, Diagnose und Therapie von Long COVID und POTS.