Covid-19: Mögliche Rolle von neutrophilen extrazellulären Fallen (NETSINCOVID)

Der Prozess, bei dem Neutrophile DNA zusammen mit verschiedenen Proteinen nach außen ausstoßen und eine Netzwerkstruktur namens Neutrophil Extracellular Traps (NETs) bilden, stellt einen besonderen Zelltod dar, der die Zerstörung der Kernmembran vor der Plasmamembran beinhaltet. Dieser Prozess wird als NETosis bezeichnet und unterscheidet sich von anderen bekannten Formen des Zelltods, wie Nekrose und Apoptose.

Der Tod von Neutrophilen durch Auswurf von NETs (NETosis) wurde erstmals 2004 von Brinkman beschrieben.

NETs stellen, wie der Name schon sagt, eine Art Netzwerk aus DNA-Fasern, Histonen und Proteinen dar, die von den Granula der Neutrophilen stammen, deren Hauptfunktion darin besteht, Krankheitserreger (hauptsächlich Bakterien und Pilze) einzufangen. Dieser Prozess hängt mit der angeborenen Immunität zusammen .

Dieser Prozess impliziert jedoch, wenn er übertrieben aktiviert wird, lokale oder systemische Schäden.

Die während dieses Prozesses ausgestoßene DNA ist eine doppelsträngige DNA, ein dsDNA-Subtyp. Die dsDNA, die einen Bruchteil der im Kreislauf verfügbaren DNA darstellt (cell free DNA - cfDNA), stammt aus verschiedenen Prozessen des Zelltods und ist daher mit dem Grad der Gewebeschädigung korreliert. Bei gesunden Probanden ist es nur in geringen Mengen vorhanden.

Es ist wichtig zu betonen, wie während des NETosis-Prozesses der zelluläre Redoxzustand verändert wird, was zu einer übermäßigen Produktion von freien Sauerstoffradikalen (Reactive Oxygen Species, ROS) und zur Aktivierung des Enzyms NADPH-Oxidase führt. Die Bildung von NETs und damit der Verlauf der NETose wurden zunächst im Zusammenhang mit bakteriellen Infektionen untersucht, später wurde ihre Rolle jedoch zunehmend bei anderen Erkrankungen wie Krebs, Autoimmunerkrankungen, Lungenerkrankungen, Atherosklerose und venösen thromboembolischen Erkrankungen deutlich.

Insbesondere scheint die NETose bei allen Erkrankungen, die durch venöse und arterielle Thrombosen gekennzeichnet sind, eine wichtige Rolle zu spielen, wie zahlreiche Beweise bestätigen.

NETose wurde auch auf mikrovaskulärer Ebene dokumentiert, beispielsweise bei Vaskulitis, thrombotischen Mikroangiopathien wie dem Moschowitz-Syndrom.

Viren sind für ihre Fähigkeit bekannt, der Immunantwort des Körpers zu entgehen. Kürzlich wurde beobachtet, dass auch sie als Auslöser von NETosis-Prozessen fungieren können.

Tatsächlich können viele Viren Neutrophile dazu anregen, NETs zu produzieren. Es wurden unterschiedliche Reaktionen von Neutrophilen beobachtet, von der klassischen NETose über die Produktion antiviraler Wirkstoffe bis hin zum Wechsel zur Apoptose.

Virusinduzierte NETs (also Komplexe aus dsDNA, Histonen, granulären Proteinen) können unkontrolliert zu zirkulieren beginnen, was zu einer extremen systemischen Reaktion des Körpers mit der Produktion von Immunkomplexen, Zytokinen, Interferon I usw. führt.

NETose scheint eng mit der Entzündungsreaktion verbunden zu sein. So ist beispielsweise bekannt, dass in neutrophilen Granulozyten das PAD4-Protein im Zellkern vorhanden ist, es das Chromatin dekondensiert und die Bildung der NETs begünstigt. Andererseits nehmen NETs bei Patienten mit akutem Atemnotsyndrom (ARDS) zu, wie in Studien zu bronchoalveolärer Lavageflüssigkeit beobachtet wurde, sowie bei Patienten mit akutem Lungenversagen während einer COPD-Exazerbation.

Es ist daher klar, dass die virusinduzierte NETose als zweischneidiges Schwert wirkt: Wenn einerseits das Virus mechanisch eingeschlossen wird, kann andererseits die durch die Freisetzung der NETs ausgelöste entzündliche und immunologische Reaktion selbst schädlich sein.

Bisher gibt es in der Literatur nur wenige Daten zur Rolle von NET bei einer Covid-19-Infektion, einer Virusinfektion, die zu einer hochtödlichen interstitiellen Pneumonie führen kann und für die es heute keinen Impfstoff oder keine spezifische Therapie gibt. Fortgeschrittene Formen von Covid-19 sind häufig durch eine Hyperinflammation („Zytokinsturm“) mit der Entwicklung eines ARDS-ähnlichen Zustands gekennzeichnet. Darüber hinaus werden immer häufiger Berichte über mikro- und makrothrombotische Phänomene wie Mikroangiopathie, Lungenembolie (die zu einem sorgfältigen Bewertungsverfahren für die antithrombotische Prophylaxe und / oder Gerinnung bei Covid-19-Patienten geführt haben) gemeldet.

ZIEL DER STUDIE Das Hauptziel der Studie ist es zu verstehen, ob NETs in die Reaktion auf Covid-19 verwickelt sein können und durch welche Mechanismen. Aus der Kenntnis und Weiterentwicklung dieser Form der angeborenen Immunität könnten sich konkrete Therapievorschläge ableiten.

Dazu wird es notwendig sein, die Aktivität der NETose bei Covid-19-Patienten zu bewerten und zu bewerten, ob der klinische Verlauf der Krankheit (Verschlechterung vs. Heilung) das Ausmaß der NETosi-Aktivität bestimmt. Daher wird der Zusammenhang zwischen Sterblichkeit durch Covid-19/Überleben und NET-Aktivität untersucht.

Sekundäre Ziele betreffen die Möglichkeit, die verschiedenen Assoziationen zwischen NETosis-Markern und biohumoralen Entzündungsindizes sowie zwischen NETosi-Markern und dem Beginn einer peripheren oder tiefen Venenthrombose zu untersuchen.

Schließlich wird die Möglichkeit bewertet, dass das Plasma von Covid-19-Patienten den NETosis-Prozess in vitro auslösen könnte.

GEPLANTE VERFAHREN und GESAMMELTE INFORMATIONEN Ärztliche Untersuchung: (Blutdruck, Herzfrequenz und SpO2, die es ermöglichen, das genaue PaO2 / FiO2-Verhältnis zu bestimmen).

Wie in der normalen klinischen Praxis werden Covid-19-Patienten einer venösen Probenahme zur Bestimmung von Blutbild, Kreatinin, Lipidprofil, PCR, D-Dimer, LDH, Leberfunktionsindizes und Blutzucker unterzogen.

Für jeden Probanden wird eine genaue Anamnese erhoben. Die Patienten werden je nach klinischem Bedarf einem Elektrokardiogramm und einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs sowie in ausgewählten Fällen einem CT-Scan des Brustkorbs unterzogen.

Sie werden auch einer venösen Echo-Farbdoppler-Untersuchung der unteren Extremitäten unterzogen. Eine vollständige Analyse der Venenachsen ist nicht erforderlich. NETosis-Marker (Cf-DNA. MPO-DNA, Cit-H3) und die Zytokine IL-6 und IL-1β werden aus dem Plasma der Probanden analysiert.

Eine Speichelprobe (oder ggf. Bronchoalveolarflüssigkeit für diagnostisch-therapeutische Zwecke) wird entnommen und der elektronenmikroskopische Nachweis von NET beurteilt.

Eine informierte Zustimmung wird angefordert.

BERECHNUNG DER STICHPROBE Die Stichprobengröße wurde auf Basis der Zahl der Aufnahmen wegen Covid-19 in den Monaten März-April 2020 und des Rückgangs der Zahlen im aktuellen Zeitraum festgelegt.

Es wird erwartet, dass 100 Probanden (50 Patienten und 50 Kontrollen) aufgenommen werden.

STATISTISCHE ANALYSE Hypothetische statistische Analyse: Die Daten werden durch deskriptive Statistiken erhoben. Die Schätzungen werden von geeigneten 95 %-Konfidenzintervallen begleitet. Das statistische Signifikanzniveau wird auf 5 % festgelegt. Es wird das Statistikprogramm Stata 14.2 verwendet. Geplanter Test: t-Test und Mann-Whitney-Test. Korrelationen werden durch Pearson- oder Spearman-Koeffizienten bewertet. Darüber hinaus werden Kaplan-Meier-Analysen unter Verwendung des Log-Rank-Tests und der Cox-Regression zur Überlebensanalyse durchgeführt.