Long COVID: Hirnstammveränderungen liefern neue Hinweise auf Hirnverletzung

Die genaue Natur von Long COVID wird weiterhin erforscht. Nun liefern Forschende jedoch einige der bislang überzeugendsten Belege dafür, dass diese stark beeinträchtigende Erkrankung auf eine Hirnverletzung zurückgeht.

Mithilfe hochauflösender Scanner haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Cambridge und Oxford mikroskopische strukturelle Auffälligkeiten in den Hirnstämmen von Menschen nach einer COVID-19-Erkrankung nachgewiesen.

Noch bis zu 18 Monate nach der ersten Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus waren Anzeichen einer Hirnentzündung erkennbar.

Long COVID und der Hirnstamm

„Wir zeigen, dass der Hirnstamm für langfristige Auswirkungen von COVID-19 besonders anfällig ist, wobei in den Monaten nach einem Krankenhausaufenthalt anhaltende Veränderungen sichtbar werden“, folgern die Autorinnen und Autoren der Studie.

„Diese Veränderungen waren bei Patientinnen und Patienten mit längeren Krankenhausaufenthalten, schwererem COVID-Verlauf, ausgeprägteren Entzündungsreaktionen und schlechteren funktionellen Ergebnissen deutlicher.“

An der Studie nahmen 31 Personen während des Höhepunkts der Pandemie teil. Sie waren wegen COVID-19 im Krankenhaus behandelt worden, bevor Impfungen verfügbar waren.

Ihre Gehirne wurden frühestens drei Monate nach der Entlassung untersucht. Dennoch stellten die Forschenden bei allen drei Teilen des Hirnstamms Entzündungszeichen fest, verglichen mit gesunden Teilnehmenden desselben Alters.

Der menschliche Hirnstamm setzt sich aus dem verlängerten Mark, der Brücke und dem Mittelhirn zusammen. Diese Bereiche gehören zum „automatischen Kontrollzentrum“ des Gehirns, das Schlafrhythmen sowie Atmung und Herzfrequenz steuert. Erschöpfung, Atemnot und erhöhte Herzfrequenzen zählen zu den häufigsten Beschwerden bei Long COVID.

„Die Tatsache, dass wir Auffälligkeiten in den mit der Atmung verbundenen Hirnregionen sehen, spricht stark dafür, dass lang anhaltende Symptome eine Folge der Entzündung im Hirnstamm nach einer COVID-19-Infektion sind“, sagt die Neurowissenschaftlerin Catarina Rua aus Cambridge.

Ein ähnliches Muster zeigt sich bei Menschen, die schwere traumatische Hirnverletzungen erlitten haben – einer Patientengruppe, bei der viele der gleichen Symptome auftreten.

Entzündungen bleiben in herkömmlichen MRT-Aufnahmen unsichtbar

Darüber hinaus haben Autopsiestudien von Menschen, die mit Long COVID verstorben sind, entzündete Hirnstämme mit Gewebeabbau gezeigt. Deshalb vermuten einige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass das Virus über den Vagusnerv in den Hirnstamm gelangt.

Bei lebenden Menschen mit Long COVID haben herkömmliche MRT-Untersuchungen bislang allerdings keine strukturellen Auffälligkeiten im Hirnstamm erkennen lassen.

„Vorgänge im und um den Hirnstamm sind für die Lebensqualität entscheidend, aber wegen ihrer winzigen Größe und schwierigen Lage war es bislang unmöglich, die Entzündung der Hirnstammkerne bei lebenden Menschen abzubilden“, erläutert Rua.

„Normale MRT-Scanner, wie sie in Krankenhäusern eingesetzt werden, können nicht mit der chemischen und physikalischen Detailtiefe in das Gehirn blicken, die wir benötigen. Mit 7T-Scannern (7 Tesla) können wir diese Details jetzt jedoch messen.“

Im vergangenen Jahr untersuchten Forschende in Australien acht Long-COVID-Patientinnen und -Patienten mit 7T-Scannern. Dabei stellten sie fest, dass Hirnstammregionen deutlich größer waren als bei zehn gesunden Kontrollpersonen. Dies weist auf eine anhaltende Hirnentzündung hin.

Bemerkenswerterweise tritt dasselbe Muster bei Patientinnen und Patienten mit chronischem Erschöpfungssyndrom oder myalgischer Enzephalomyelitis (CFS/ME) auf – einer Erkrankung mit ähnlichen Beschwerden, die mit Long COVID zusammenhängen oder durch ähnliche Faktoren ausgelöst werden könnte.

Weitere Befunde zu Long COVID aus Australien und den USA

Anfang dieses Jahres verfolgten Forschende in den USA mithilfe einer PET-Untersuchung (Positronen-Emissions-Tomographie) Immunzellen bei einer kleinen Gruppe von Long-COVID-Patientinnen und -Patienten. Auch sie fanden eine ungewöhnliche Immunaktivität in den Hirnstämmen der Betroffenen.

„Der Hirnstamm ist die entscheidende Schaltzentrale zwischen unserem bewussten Selbst und den Vorgängen in unserem Körper“, erklärt der Neurowissenschaftler James Rowe aus Cambridge.

„Wenn wir erkennen und verstehen können, wie sich der Hirnstamm als Reaktion auf COVID-19 verändert, wird das dabei helfen, die langfristigen Folgen wirksamer zu erklären und zu behandeln.“

Die Studie wurde in Brain veröffentlicht.