Der vorübergehende Verlust des Riech- und Geschmacksinns ist ein häufiges Merkmal von Covid-19. Warum dies nicht bei allen mit dem Coronavirus infizierten Patienten auftritt und ob möglicherweise genetische Faktoren dahinterstecken, haben nun Forscher untersucht. Beim Vergleich der Genome von knapp 70.000 mit Sars-CoV-2 infizierten Menschen stießen sie auf Varianten im Umfeld zweier Gene, die das Risiko für den Riechverlust zumindest zum Teil mitbestimmen. Beide Gene enthalten Bauanleitungen für Enzyme, die eng mit dem Riechprozess verknüpft sind, und könnten bei Fehlfunktionen den Riechausfall erklären.
Die Nasenschleimhaut gehört zu den Geweben, die bei einer Infektion mit dem Coronavirus Sars-CoV-2 als erstes betroffen sind. Dabei greift das Virus vor allem die Stützzellen und die mit Flimmerhärchen besetzten Cilienzellen der Nasenschleimhaut an. Diese Zelltypen tragen besonders viele ACE2-Rezeptoren auf ihrer Oberfläche und bieten dem Erreger damit eine geeignete Andockstelle. Ob auch die Riechsinneszellen selbst vom Virus infiziert und geschädigt werden, blieb hingegen lange unklar. Zwar deuten die bei vielen Covid-19-Patienten auftretenden Beeinträchtigungen des Geruchs- und Geschmackssinns auf einen Befall der Riechzellen hin. Neuere Studien legen aber nahe, dass diese sensorischen Ausfälle nicht auf einer direkten Wirkung des Virus auf die Riechzellen oder das Riechhirn beruhen, sondern eher eine Art Kollateralschaden darstellen. Die genauen Mechanismen hinter den Riechstörungen und die Frage, warum nicht alle Infizierten diese Symptome zeigen, sind aber noch ungeklärt.
Genomvergleich bei knapp 70.000 Infizierten
Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, haben Janie Shelton und ihre Kollegen vom US-Genanalyse-Unternehmen 23andMe nach möglichen genetischen Risikofaktoren für den Riechverlust gesucht. Dafür werteten sie die genetischen Daten von 69.841 Testpersonen aus den USA und Großbritannien aus, die positiv auf Sars-CoV-2 getestet worden waren. “Von diesen Personen berichteten 68 Prozent, dass sie während ihrer Infektion unter Geruchs- und Geschmacksdefiziten litten”, so das Team. Dieses Symptom trat bei Menschen europäischer Abstammung deutlich häufiger auf als bei Personen mit asiatischen oder afrikanischen Vorfahren. Shelton und ihre Kollegen führten auf Basis der Daten aller Teilnehmer eine genomweite Vergleichsanalyse (GWAS) durch, bei der sie nach Genvarianten suchten, die bei Menschen mit Coronavirus-bedingten Riechstörungen häufiger vorkommen als bei nicht betroffenen.
Bei diesen Vergleichsanalysen fiel ein Genort auf, der bei den von Riechstörungen Betroffenen signifikant häufiger verändert war. “Diese genetische Assoziation ist zwar in der europäischen Population am deutlichsten, die Effektgrößen sind aber populationsübergreifend konsistent”, berichten Shelton und ihre Kollegen. Aus den genetischen Daten und der Häufigkeit des Riechverlusts bei ihren Testpersonen schließen die Wissenschaftler, dass die Varianten an diesem Genort das Risiko für einen Verlust des Geruchssinns um rund elf Prozent erhöhen. Nähere Analysen ergaben, dass die betreffenden Varianten in der Nähe der beiden Gene UGT2A1 und UGT2A2 liegen. “Diese beiden Gene sind nicht nur die am nächsten liegenden, sondern auch biologisch plausible Kandidaten”, so das Team.
Enzyme wichtig für “Reinigung” der Geruchswahrnehmung
Die beiden Gene werden vor allem in den Schleimhautzellen der Nase aktiv und enthalten die Bauanleitung für Enzyme, die für die Geruchswahrnehmung eine wichtige Rolle spielen. Wie das Forschungsteam erklärt, sind diese Enzyme vor allem dafür zuständig, an bereits detektierte Geruchsstoffe zu binden und sie so zu neutralisieren. Dadurch werden diese Geruchsstoffe sozusagen unsichtbar für die Riechrezeptoren und diese können sich darauf einstellen, neue, weitere Düfte wahrzunehmen. Wichtig ist dies, damit Duftreize nicht in der Nase hängen bleiben und die weitere Wahrnehmung von Gerüchen blockieren. Die Enzyme sorgen dafür, dass der Geruchseindruck verfliegt, sobald auch der auslösende Geruch nicht mehr in der Umwelt vorhanden ist.
Wie die jetzt identifizierten Genvarianten diesen Prozess beeinflussen, ist jedoch noch ebenso unklar wie die Frage, welchen Effekt eine Sars-CoV-2-Infektion auf die Aktivität dieser Gene hat. Dennoch sehen Shelton und ihre Kollegen in ihrem Fund erste Hinweise darauf, dass auch genetische Faktoren mitbestimmen, ob die Coronavirus-Infektion den Geruchssinn eines Betroffenen beeinträchtigt. Zudem könnten die Ergebnisse dabei helfen, die biologischen Mechanismen hinter den infektionsbedingten Riechstörungen aufzuklären.
Quelle: Janie Shelton (23andMe Inc., Sunnyvale) et al., Nature Genetics, doi: 10.1038/s41588-021-00986-w
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