Damit das Coronavirus in unsere Zellen eindringen kann, muss es zunächst an einen Rezeptor auf der Oberfläche der menschlichen Zellen binden. Aus früheren Studien ist bereits bekannt, dass es sich bei dieser Andockstelle um das sogenannte Angiotensin-Converting Enzyme 2 handelt – kurz ACE2. Dieser Rezeptor wurde auch schon vom eng verwandten Sars-Coronavirus zum Zelleintritt genutzt. Dafür klappt das Coronavirus sein hervorstehendes Hüllprotein, das Spike-Protein, so um, dass die Bindungsstelle freiliegt und es an den ACE2-Rezeptor andocken kann. Zusätzlich benötigt das Virus wahrscheinlich einen oder mehrere auf der Zellmembran sitzende Kofaktoren, die ihm dabei helfen, in die Wirtszelle einzudringen. Analysen zeigen, dass ACE2 im Gewebe der Lunge, der Niere, dem Herzen und auch dem Verdauungstrakt vorhanden ist, was erklären könnte, warum Sars-CoV-2 bei manchen Patienten Durchfälle und Herzprobleme auslösen kann.
RNA-Fahndung in Lungen- und Bronchialgewebe
Doch welche Zelltypen den ACE2-Rezeptor sowie die nötigen Kofaktoren tragen, ist bislang erst in Teilen geklärt. “Wir wollten wissen, welche Zellen genau es sind, die das Coronavirus befällt”, erklärt Seniorautor Christian Conrad von der Charité Universitätsmedizin Berlin. Um das zu klären, nutzten die Forscher Gewebeproben aus der Lunge und Bronchien von 16 Patienten, die sich wegen eines Verdachts auf Krebs einer Biopsie oder Bronchoskopie unterzogen hatten. Keiner der Patienten war an Covid-19 erkrankt oder mit dem Coronavirus infiziert. Die Forscher untersuchten die Proben mithilfe von RNA-Analysen auf Kopien der Gene, die den ACE2-Rezeptor sowie den Kofaktor TMPRSS2 kodieren. Durch ergänzende Analysen konnten sie auch eingrenzen, welche der Zellen in den Geweben diese Faktoren tragen und wie viele davon.
“Wir haben insgesamt fast 60.000 Zellen daraufhin untersucht, ob sie die Gene für den Rezeptor und eventuelle Kofaktoren angeschaltet haben, somit also prinzipiell vom Coronavirus infiziert werden können”, berichtet Erstautor Soeren Lukassen von der Charité und dem Berlin Institute of Health. Die Analysen ergaben, dass im Lungengewebe vor allem ein in den Lungenbläschen sitzender Zelltyp den ACE2-Rezeptor ausbildet. Diese sogenannten Alveolozyten des Typs 2 (AT2) bedecken rund fünf Prozent der Innenfläche in den Lungenbläschen und sorgen vor allem dafür, dass die für das Atmen wichtige Austauschfläche zwischen Blutgefäßen und Luft mit einer speziellen Flüssigkeit befeuchtet bleibt. Die AT2-Zellen zeigten die höchste ACE2-Expression in der Lunge sowohl in Bezug auf die Zahl wie auf den Anteil der positiven Zellen”, berichten die Forscher. Für den auch auf anderen Lungenzellen vorkommenden Kofaktor TMPRSS2 fanden sie ebenfalls leicht erhöhte Werte auf den AT2-Zellen.
