Die Bildung von Synzytien und die Induktion von zellulärer Seneszenz sind wichtige Aspekte der SARS-CoV-2-Infektion. Synzytien sind vielkernige Zellen, die durch die Verschmelzung infizierter Zellen mit benachbarten Zellen entstehen, und diese Synzytien enthalten häufig seneszente Zellen. Im Folgenden finden Sie eine Zusammenfassung der relevanten Daten und eine grobe Schätzung der Gesamtauswirkungen auf die Zellen:
Bildung von Synzytien
1. Zelltyp-Abhängigkeit: Die Fähigkeit, bei einer SARS-CoV-2-Infektion Synzytien zu bilden, variiert je nach Zelltyp und der Expressionshöhe von ACE2 und dem Spike-Protein. Beispielsweise bilden 293T-Zellen und A549-ACE2-Zellen nach einer Infektion leicht Synzytien, während Caco2-Zellen dies nicht tun[1][2].
2. Quantifizierung: In experimentellen Ansätzen kann die Synzytienbildung sehr umfangreich sein. In Vero-Zellen, die mit dem Spike-Protein transfiziert wurden, war die Synzytienbildung beispielsweise signifikant, wobei innerhalb von 24 Stunden große Bereiche fusionierter Zellen beobachtet wurden[3][4].
Seneszente Zellen
1. Seneszenz-Induktion: Die SARS-CoV-2-Infektion induziert die zelluläre Seneszenz in verschiedenen Zelltypen, darunter Lungenepithelzellen, Endothelzellen und dopaminerge Neuronen. In Lungengewebeproben von COVID-19-Patienten wiesen 8-21 % der infizierten alveolären Typ-2-Zellen (AT2) Merkmale zellulärer Seneszenz auf[5].
2. Synzytien und Seneszenz: Die bei einer SARS-CoV-2-Infektion gebildeten Synzytien enthalten überwiegend seneszente Zellen. Dies ist auf die Aktivierung von Signalwegen wie dem cGAS-STING-Signalweg und der TNFα-TNFR2-Achse zurückzuführen, die diese fusionierten Zellen in einen seneszenten Zustand versetzen.
Grobe Schätzung
Angesichts der Daten:
– Wenn wir davon ausgehen, dass in bestimmten Geweben bis zu 21 % der infizierten Zellen seneszent werden können und die Synzytienbildung einen erheblichen Teil dieser Zellen betreffen kann, lässt sich eine grobe Schätzung vornehmen.
– Wenn man davon ausgeht, dass Synzytienbildung und Seneszenz sich nicht gegenseitig ausschließen und dass es eine erhebliche Überschneidung gibt, könnte der kombinierte Effekt bedeuten, dass ein erheblicher Anteil der infizierten Zellen in bestimmten Geweben (möglicherweise bis zu 30 % oder mehr) entweder seneszent oder Teil von Synzytien sein könnte.
Schlussfolgerung
Obwohl es aufgrund der Variabilität zwischen den verschiedenen Geweben und individuellen Reaktionen schwierig ist, genaue Prozentsätze für den gesamten menschlichen Organismus zu bestimmen, steht fest, dass eine SARS-CoV-2-Infektion dazu führen kann, dass ein erheblicher Anteil der Zellen seneszent wird oder Synzytien bildet. In bestimmten Geweben könnte dies bis zu 30 % oder mehr der Zellen betreffen und zu den schweren entzündlichen und pathologischen Folgen beitragen, die bei COVID-19 beobachtet wurden.
Quellen
[1] Syncytia formation by SARS‐CoV‐2‐infected cells – EMBO Press https://www.embopress.org/doi/10.15252/embj.2020106267
[2] Syncytia formation by SARS‐CoV‐2‐infected cells – PMC – NCBI https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7646020/
[3] High-throughput screening of genetic and cellular drivers of … – Nature https://www.nature.com/articles/s41551-023-01140-z
[4] SARS-CoV-2 Spreads through Cell-to-Cell Transmission – PMC – NCBI https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8183005/
[5] Differences in syncytia formation by SARS-CoV-2 variants modify … https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124723014900
[6] Differences in syncytia formation by SARS-CoV-2 variants modify … https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247%2823%2901490-0.pdf
[7] SARS-CoV-2 spreads through cell-to-cell transmission – PNAS https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2111400119
[8] Syncytia formation during SARS-CoV-2 lung infection – Nature https://www.nature.com/articles/s41418-021-00795-y
[1]: https://www.embopress.org/doi/10.15252/embj.2020106267
[2]: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7646020/
[3]: https://www.nature.com/articles/s41551-023-01140-z
[4]: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8183005/
[5]: https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247%2823%2901490-0.pdf
[6]: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124723014900