Parallel zu SARS-CoV-2: Ähnlich wie das Coronavirus kann auch die Influenza gefährliche Thrombosen begünstigen, auch wenn sie nicht schwerwiegend ist und nur lokal die Lunge befällt. Dies wurde nun mit Experimenten an Mäusen bewiesen. Folglich aktiviert diese lokale Influenza-Infektion vermehrt Blutstammzellen und bewirkt eine rasche Bildung unreifer Blutplättchen. Diese neigen zum Verklumpen und können somit eine Thrombose begünstigen.
Im Zuge der Corona-Pandemie hat sich gezeigt, dass das Coronavirus SARS-CoV-2 auch Blut und Blutgefäße befällt. Gerade in schweren Fällen von Covid-19 kommt es häufig zu entzündlichen Veränderungen der Gefäßwände und einer erhöhten Neigung zu Blutgerinnseln und Thrombosen. Das Blut schwerkranker Patienten enthält außerdem ungewöhnlich viele unreife Vorläuferzellen der Blutplättchen, sogenannte Megakaryozyten, und rote Blutkörperchen.
Ähnliche Veränderungen im Blut können auch bei schweren Verläufen von Influenza und anderen Atemwegserkrankungen auftreten und die Thromboseneigung erhöhen. Bisher war jedoch nicht klar, welche Faktoren dies begünstigen und in welchem Ausmaß die Virusinfektion vorliegen muss.
Eine Influenzavirus-Infektion beeinflusst die Bildung von Blutplättchen. © Doug Jordan/CDC
Wie wirkt sich die Grippe auf das Blut aus?
Um herauszufinden, wie sich eine Influenza-Infektion genau auf die Blutbildung und Thrombose auswirkt, führten Marcel Rommel vom Paul-Ehrlich-Institut und sein Team Experimente mit Mäusen durch. Sie infizierten sie mit unterschiedlichen Dosen des H1N1-Grippevirus. Diese Variante betrifft auch uns Menschen während der jährlichen Grippewellen. Eine Gruppe von Mäusen war zuvor geimpft worden.
In den nächsten Tagen untersuchte das Forschungsteam, wie viele Blutstammzellen aktiviert wurden und wie viele sich in Blutplättchen verwandelt hatten. Mit Hilfe weiterer Forschungen wie Knochenmarktransplantationen und In-vitro-Tests gingen sie auch dem Mechanismus hinter den gemessenen Thrombozytenkonzentrationen auf den Grund.
Erst zu wenige Blutplättchen, dann abnorm viele
Das Ergebnis: Während der ersten drei Tage einer akuten Grippeinfektion nahm die Zahl der Blutplättchen im Blut der Mäuse zunächst ab. Auch das ist typisch für Patienten mit menschlicher Grippe, wie die Forscher erklären. Im Falle einer Infektion wandern Blutplättchen aktiv zum Ort der Entzündung und heften sich an die Krankheitserreger. So bleiben sie an den Keimen haften, bis die Fresszellen auftauchen und schließlich die Erregergruppen und Blutplättchen eliminieren. Daher werden Blutplättchen in den ersten Tagen einer Krankheit in großer Zahl aufgebraucht.
Das bedeutet, dass der Körper schnell neue Blutplättchen produzieren muss. Dies ist auch im Blut von Mäusen zu sehen. Nach den ersten drei Tagen ihrer grippalen Infektion stieg die Anzahl der Blutplättchen rapide an und überstieg sogar die Menge im Blut vor der Infektion, fanden Rommel und seine Kollegen heraus.
Zwischenstufen der Blutbildung wurden übersprungen
Doch wie ist es möglich, dass sich so ungewöhnlich schnell neue Blutplättchen bilden? Das Forschungsteam fand heraus, dass Blutstammzellen von infizierten Mäusen mehrere Schritte in ihrer Entwicklung zu Blutplättchen überspringen. Dies wurde anhand einer Untergruppe von Blutstammzellen erkannt, die für Megakaryozyten typische Marker trugen. Daher entwickelten sich Blutstammzellen direkt zu diesen Blutplättchen-Vorläuferzellen und diese dann zu unreifen Blutplättchen.
Auf diese Weise überspringen in grippekranken Mäusen gebildete Blutplättchen mehrere Vorstufen. Infolgedessen sehen sie anders aus als normale Blutplättchen und sind größer, unreif und schneller zu aktivieren. Der “überstürzte” Prozess, in dem sie entstehen, wird als Notfall-Megakaryopoese bezeichnet. Dies wurde bereits zuvor beschrieben. Bisher war aber nicht bekannt, dass es auch im Zusammenhang mit lokalen viralen Atemwegserkrankungen wie der Influenza auftritt.
Die Stärke der Reaktion hängt von der Viruslast ab
Es stellte sich heraus, dass das Ausmaß der Notfall-Megakaryopoese bei den Mäusen mit der Viruslast zusammenhängt: Je mehr Grippeviren die Lunge befallen hatten, desto mehr aktivierte Blutstammzellen fanden die Wissenschaftler. Im Gegensatz dazu wurden bei Mäusen, denen nur eine kleine Dosis des Virus injiziert wurde, die Stammzellen nur verzögert aktiviert. Nachdem diese Mäuse die Krankheit überstanden hatten, wurden ihre Blutstammzellen inaktiv und kehrten in die Ruhephase zurück.
Dass Blutstammzellen aus ihrer Ruhephase erwachen und plötzlich zu Blutplättchen werden, führen die Forscher auf zwei Zytokine zurück. Diese zellulären Botenstoffe fördern Entzündungen, beeinflussen aber auch die Zelldifferenzierung. Bei den Mäusen im Experiment beobachtete das Team, dass die Zytokine Interleukin-1 und Interleukin-6 entscheidend dazu beitrugen, Blutstammzellen zu aktivieren und eine Notfall-Megakaryopoese auszulösen.
Lokale Infektionen als neue Gefahr
Diese Auswirkungen einer Influenza-Infektion auf die Blutbildung haben sowohl positive als auch negative Folgen: Einerseits stehen Blutplättchen, die im Zuge einer Notfall-Megakaryopoese produziert werden, schnell für die Bekämpfung von Krankheitserregern zur Verfügung. Andererseits bergen sie auch ein Risiko. Da sie größer, unreifer und reaktiver als gewöhnliche Blutplättchen sind, erhöhen sie das Risiko von Blutgerinnseln und damit von Thrombosen, insbesondere in der Lunge.
Rommels Forschungsteam konnte zeigen, dass lokale Virusinfektionen auch die Blutbildung verändern und das Thromboserisiko erhöhen können. Bisher war dies nur bei Infektionen bekannt, die den ganzen Körper betrafen. (Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.111447)
Was: Cell-Berichte
21. Oktober 2022
-Anna Manz