Das Middle East Respiratory Syndrome, kurz MERS, ist eine Erkrankung der Atemwege, die bei etwa einem Drittel der menschlichen Patienten tödlich endet. Ausgelöst wird sie durch das MERS-Coronavirus. Dromedare gelten als Überträger des Virus, erkranken selbst meist jedoch nur leicht. „Wir wollten wissen, wie das MERS-Coronavirus die Atemwege der einhöckrigen Kamele beeinflusst“, sagt Professor Dr. Wolfgang Baumgärtner, PhD, Leiter des Instituts für Pathologie. Mit seiner Arbeitsgruppe untersuchte er dazu Gewebeproben aus den Atemwegen von acht Dromedaren.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler setzten unter anderem verschiedene fluoreszierende und nicht-fluoreszierende Marker ein, um das Virus im Gewebe zu lokalisieren, befallene Zellen zu identifizieren und diese näher zu charakterisieren. So konnten sie beispielsweise zeigen, dass der Erreger vor allem die oberflächlichen Epithelzellen der oberen Atemwege befällt und dort auch Entzündungsreaktionen auslöst. In den unteren Atemwegen wie Luftröhre und Bronchien nahm die Dichte der Veränderungen deutlich ab. Für die TiHo-Forscherinnen Dr. Ann-Kathrin Haverkamp und Dr. Annika Lehmbecker, PhD, war das nicht überraschend: „Das passt zu den Symptomen der Dromedare – sie leiden meist lediglich an einem Schnupfen.“
Mittels histologischer und elektronenmikroskopischer Untersuchung konnten sie zeigen, dass in einigen Gewebeabschnitten die Zilien, die normalerweise Schleim und kleine Partikel aus den oberen Atemwegen nach außen befördern sollen, auf den infizierten Zellen fehlen. Mit den Zilien schien auch eine Oberflächenstruktur auf der Zelle verloren zu gehen, die dafür bekannt ist, den Eintritt des MERS-Coronavirus zu vermitteln: die Dipeptyl-Peptidase-4 (DPP4). „Dass befallene Zellen die DPP4 verlieren, könnte ein zusätzlicher Schutzmechanismus der Dromedare sein, um eine weitere Infektion zu stoppen“, so die Forscherinnen.
Die Originalpublikation
Experimental infection of dromedaries with Middle East respiratory syndrome-Coronavirus is accompanied by massive ciliary loss and depletion of the cell surface receptor dipeptidyl peptidase 4
Ann-Kathrin Haverkamp, Annika Lehmbecker, Ingo Spitzbarth, Widagdo Widagdo, Bart L. Haagmans, Joaquim Segalés, Julia Vergara-Alert, Albert Bensaid, Judith M. A. van den Brand, Albert D. M. E. Osterhaus & Wolfgang Baumgärtner
Scientific Reports (2018), DOI:10.1038/s41598-018-28109-2
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Dr. Ann-Kathrin Haverkamp
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