Metabolische Auswirkungen von SARS-CoV-2: Fettgewebe im Fokus der Forschung

Adipositas und Diabetes mellitus sind zwei der wichtigsten Risikofaktoren für die Entwicklung eines schweren Verlaufs bei COVID-19. Nicht verwunderlich war es daher, dass auf der diesjährigen Herbsttagung auch ein inhaltlicher Fokus auf dem Zusammenhang zwischen COVID-19 und Diabetes mellitus sowie Adipositas lag. Aktuell mehren sich die Hinweise darauf, dass Hyperglykämien bei schweren Krankheitsverläufen nicht nur Begleiterscheinung bei bestehenden Komorbiditäten sind, sondern vielmehr direkt mit der Infektion mit SARS-CoV-2 und der Schwere des Krankheitsverlaufs assoziiert sind. Aktuell werden ein Funktionsverlust der β-Zellen der Bauchspeicheldrüse sowie eine Insulinresistenz des Fettgewebes in Folge direkter Virusinfektion als mögliche Ursachen diskutiert.

Erste Hinweise auf einen möglichen Funktionsverlust der β-Zellen lieferten Mitte 2020 erste Fallberichte von Erkrankten, bei denen sich ein Autoantikörper-negativer insulinabhängigen Diabetes mellitus nach SARS-CoV-2 Infektion manifestierte. Anhand des Gewebes der Bauchspeicheldrüse von verstorbenen COVID-19-Patienten konnte nachvollzogen werden, dass SARS-CoV-2 in der Lage ist, die Inselzellen zu infizieren. Darüber hinaus konnte in humanen Explantaten der Bauchspeicheldrüse aktive Virusreplikation in den β-Zellen nachgewiesen werden. Inwiefern sich dieser Infektionsprozess langfristig klinisch manifestiert und ob sich die die β-Zellen nach der Akutphase der Infektion wieder regenerieren, ist bisher noch nicht abschließend geklärt.

In einer aktuellen Studie aus New York konnten nun die beobachteten Hyperglykämien bei schweren COVID-19 Verläufen in einen Zusammenhang mit einer infektionsbedingten Insulinresistenz des Fettgewebes gebracht werden. Bei einer Kohorte von intensivpflichtigen COVID-19-Patienten zeigten sich erniedrigte Adiponektin-Level sowie eine deutliche Erniedrigung des Verhältnisses von Adiponektin zu Leptin im Serum, was auf eine Dysfunktion der Adipozyten schließen lässt. Gleichzeitig zeigten sich erhöhte C-Peptid-Werte im Serum der COVID-19-Patienten, was auf eine funktionelle, endogene Insulinproduktion in den β-Zellen rückschließen lässt. Diese Beobachtung konnte auch bei Translation ins Tiermodell bestätigt werden. Darüber hinaus konnte in vitro gezeigt werden, dass SARS-CoV-2 in der Lage ist, primäre humane Adipozyten zu infizieren. Der genaue Pathomechanismus hinter der infektionsbedingten Dysfunktion der Adipozyten lässt sich aktuell jedoch noch nicht eindeutig bestimmen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass COVID-19 deutliche Auswirkung auf den Metabolismus hat und pathologische Interaktionen mit Adipositas und Diabetes mellitus bestehen. In welchem Umfang sich diese Interaktionen klinisch auch langfristig manifestieren, wird sich noch zeigen. Die Entwicklung zielgerichteter Therapien sowohl im akuten Krankheitsverlauf von COVID-19 als auch für mögliche langfristige Infektionsfolgen wird weiterhin Forschungsfokus bleiben, um Patientinnen und Patienten mit Adipositas oder Diabetes mellitus effektiver behandeln zu können.

Fabian Stoll

Quellen:

  1. Hollstein T et al. Nat Metab 2020; 2: 1021-1024
  2. Wu CT et al. Cell Metab 2021; 33: 1565-1576
  3. Tang X et al. Cell Metab 2021; 33: 1577-1591
  4. Reiterer M et al. Cell Metab 2021; 33: 2174-2188

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