Patienten mit der Coronavirus-Erkrankung 2019 (COVID-19) haben bis zu 1 Jahr nach der Infektion ein erhöhtes Risiko für ischämische kardiovaskuläre Komplikationen. Obwohl die systemische Entzündungsreaktion auf eine Infektion mit dem schweren akuten respiratorischen Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) wahrscheinlich zu diesem erhöhten kardiovaskulären Risiko beiträgt, bleibt unklar, ob SARS-CoV-2 direkt Koronargefäße und atherosklerotische Plaques infiziert. Gefährten.
Hier berichten wir, dass SARS-CoV-2-Virus-RNA in Koronarläsionen nachweisbar ist und sich repliziert, die bei der Autopsie schwerer COVID-19-Fälle festgestellt wurden.
SARS-CoV-2 zielte auf Plaque-Makrophagen ab und zeigte einen stärkeren Tropismus für arterielle Läsionen als für benachbartes perivaskuläres Fett, was mit dem Grad der Makrophageninfiltration korreliert. Der Eintritt von SARS-CoV-2 war in cholesterinbeladenen Primärmakrophagen erhöht und hing teilweise von Neuropilin-1 ab. SARS-CoV-2 löste in kultivierten Makrophagen und menschlichen atherosklerotischen Gefäßexplantaten eine starke Entzündungsreaktion mit der Sekretion von Zytokinen aus, von denen bekannt ist, dass sie kardiovaskuläre Ereignisse auslösen.
Unsere Daten belegen, dass SARS-CoV-2 Herzkranzgefäße infiziert und Plaque-Entzündungen auslöst, die akute kardiovaskuläre Komplikationen auslösen und das langfristige kardiovaskuläre Risiko erhöhen können.
Entwicklung
Die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19), die durch das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verursacht wird, ist in einzigartiger Weise durch einen außergewöhnlichen Gewebetropismus und eine Vielzahl klinischer Erscheinungen gekennzeichnet, von einer asymptomatischen Infektion bis hin zu einem schwierigen akuten respiratorischen Syndrom mit mehreren Organen Scheitern und Tod.
Ischämische kardiovaskuläre Ereignisse wie akuter Myokardinfarkt (AMI) und Schlaganfall aufgrund einer zugrunde liegenden Störung einer chronisch entzündeten atherosklerotischen Plaque sind etablierte klinische Komplikationen von COVID-19. AMI und Schlaganfall können durch mehrere akute Virusinfektionen der Atemwege, einschließlich des Influenzavirus, ausgelöst werden. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit eines Schlaganfalls bei COVID-19-Patienten >7-mal höher als bei Influenza-Patienten, und ihr Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall bleibt bis zu einem Jahr nach der Infektion hoch.
Die extreme Entzündungsreaktion, die in schweren Fällen von COVID-19 auftritt und auch als Zytokinsturm bezeichnet wird , trägt wahrscheinlich zum erhöhten Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall bei. Die Möglichkeit, dass SARS-CoV-2 sich direkt auf das Koronargefäßsystem auswirkt, wie dies auch für andere entfernte Organe (z. B. Niere, Darm, Gehirn, Fettgewebe und Myokard) dokumentiert wurde, bleibt jedoch weitgehend unerforscht. In der Lunge wird der Gewebeschaden durch eine starke Inflammasom-Aktivierung in Makrophagen verschlimmert , die das SARS-CoV-2-Virus erkennen. Eine ähnliche Reaktion bei Makrophagen, die von Viren befallene arterielle Gefäße infiltrieren, könnte die Plaque-Entzündung und das Risiko für AMI und Schlaganfall bei COVID-19-Patienten erhöhen.
Wir haben in Koronarautopsieproben von COVID-19-Patienten gezeigt, dass infiltrierende Makrophagen mit SARS-CoV-2 infiziert waren.
Lipidbeladene Makrophagen (Schaumzellen), ein Kennzeichen von Atherosklerose in allen Krankheitsstadien, waren anfälliger für eine SARS-CoV-2-Infektion als andere Makrophagen, und dies hing vom Neuropilin-1-Rezeptor (NRP-1) ab. 1). SARS-CoV-2 induzierte eine starke proatherogene Entzündungsreaktion sowohl in Makrophagen als auch in Schaumzellen, die sich weitgehend in einer Ex-vivo-SARS-CoV-2-Infektion menschlicher Gefäßexplantate wiederholte. Diese Reaktion kann bei Patienten mit COVID-19 zu ischämischen kardiovaskulären Komplikationen beitragen.
Schlussfolgerungen
Insgesamt zeigen unsere Daten, dass sich SARS-CoV-2 in Makrophagen in den menschlichen Herzkranzgefäßen von Patienten repliziert, die an einer schweren COVID-19-Erkrankung gestorben sind. Unsere Studie beschränkt sich auf die Analyse einer kleinen Kohorte älterer Menschen mit COVID-19 und vorbestehender Arteriosklerose sowie anderen Erkrankungen und Komorbiditäten. Daher können unsere Beobachtungen nicht auf jüngere, gesündere Personen übertragen werden.
Unsere Studie beschränkt sich außerdem auf Fälle, die in den frühen Phasen der COVID-19-Pandemie auftraten, und die Ergebnisse, dass sich SARS-CoV-2 im atherosklerotischen Koronargefäßsystem repliziert, sind nur für Virusstämme relevant, die zwischen Mai in New York City zirkulierten . 2020 und Mai 2021. Trotz dieser Einschränkungen unterstreicht unsere Studie die hyperinflammatorische Reaktion, die durch mit SARS-CoV-2 infizierte Plaque-Makrophagen und Schaumzellen gesteuert wird, als mechanistischen Zusammenhang zwischen der Infektion atherosklerotischer Herzkranzgefäße und akuten kardiovaskulären Komplikationen von COVID-19.
