Virusfragmente in extrazellulären Vesikeln als Biomarker

Ein Forscherteam um Professor Dr. Asghar Abbasi vom Harbor-UCLA Medical Center in Torrance, USA, untersuchte im Rahmen einer Studie (NCT05398692), ob sich bei Long-Covid-Patienten extrazelluläre Vesikel (EV) nachweisen lassen, in denen Virusbestandteile transportiert werden, die sich potenziell als Blut‑Biomarker für eine Long-Covid-Diagnose eignen. Extrazelluläre Vesikel sind Membranbläschen, die von fast allen Zelltypen abgegeben werden und verschiedene Substanzen wie Proteine oder Botenstoffe enthalten können. Die Ergebnisse dieser Studie erschienen jetzt in einer Publikation im Fachjournal »Infection«. 

In die Studie waren 14 Erwachsene mit einer bestätigten früheren SARS‑CoV‑2‑Infektion eingeschlossen, die nach dem Abklingen der Infektion über anhaltende Symptome (≥  12 Wochen) wie Fatigue, Dyspnoe, Belastungsintoleranz und Unwohlsein nach körperlicher Anstrengung klagten. Die Kohorte war klinisch divers (43 Prozent Frauen; 43 Prozent Hispanic/Latino; 79 Prozent nie hospitalisiert und nur eine Person ungeimpft). Der mittlere BMI der Probanden betrug 32,5 und die mittlere Zeit seit der Akutinfektion 17 Monate.

Die Forschenden analysierten Blutproben, die jeweils in Ruhe und zum Zeitpunkt einer Spitzenbelastung im Rahmen eines stufenförmigen Belastungstests gewonnen wurden. Probenentnahmen fanden vor Beginn der Studie als auch nach Abschluss des Trainingsprogramms statt. Somit lagen insgesamt 56 Serumproben für die Untersuchung vor, aus denen EV isoliert und massenspektrometrisch analysiert wurden.

In 22 der 56 EV‑Proben wurden 65 eindeutige Peptide identifiziert, die dem Replikase‑Polyprotein‑1ab (Pp1ab oder ORF1ab) und damit dem Replikations‑/Transkriptionsapparat von SARS-CoV-2 zuzuordnen sind. Aus dem Polyprotein entstehen durch Spaltung alle für die Virusvermehrung nötigen Nichtstrukturproteine (nsp). Jede untersuchte Person zeigte in mindestens einer ihrer EV‑Proben mindestens ein SARS‑CoV‑2‑Peptid.

Zur massenspektroskopischen Quantifizierung wurde ein spezifisches Peptid (Aminosäurenabfolge: GSLPINVIVFDGK) von nsp3 synthetisiert, das aus Pp1ab entsteht und in den SARS-CoV-2-Hauptvarianten Alpha, Delta und Omikron unverändert vorhanden ist. Das Peptid selbst war in 12 von 14 Patienten über 20 von 56 Proben nachweisbar. Als Kontrolle dienten in der Studie 20 EV‑Proben aus der Zeit vor 2019. Alle diese präpandemischen Proben waren ausnahmslos negativ.

Den Forschenden zufolge stützt der Nachweis von Fragmenten des Replikations‑/Transkriptionsapparats (Pp1ab) und von nsp3‑abgeleiteten Peptiden in zirkulierenden EV die Hypothese, dass fortbestehende Virusantigen‑Reservoire oder die anhaltende Präsentation viraler Fragmente zu einem gewissen Grad typisch für Long-Covid-Patienten ist. Die extrazellulären Vesikel fungieren dabei als Transportvehikel, die das virale Material in entfernte Kompartimente tragen und angeborene und adaptive Immunwege modulieren oder Entzündungssignale verstärken. Dies sind typische Mechanismen, die mit der Symptompersistenz bei Long-Covid-Patienten kompatibel sind. 

EV, die mit Pp1ab-Peptiden beladen sind, lassen sich  virusvariantenunabhängig nachweisen und könnten daher als blutbasierte Marker für eine Long-Covid-Diagnostik geeignet sein. Allerdings betonen die Autoren der Studie, dass die Sensitivität, Spezifität und zeitliche Stabilität der Marker in größeren, kontrollierten Kohorten verifiziert werden müssten, bevor ein solcher Test in der Klinik eingesetzt werden könnte.