COVID-19

bt_bb_section_bottom_section_coverage_image

SarsCoV2, das neue pandemische Virus, stellt die Medizin vor große Herausforderungen. Trotz inzwischen zur Verfügung stehender Impfmöglichkeiten, braucht es dringend effektive Therapieoptionen, um der akuten Erkrankung genug entgegenzusetzen zu haben. Denn es wird trotz großer Anstrengung um das Anstreben einer ausreichenden Immunität in der Bevölkerung noch einige Zeit in Anspruch nehmen, bis ein Ende der Pandemielage weltweit in Sicht ist. Bis dahin braucht es schlagkräftige kurative Behandlungsmöglichkeiten. Die Medizin hat aber leider bisher nicht viel an der Hand, um Patienten adäquat zu versorgen.

Vielfach werden Exosomen von Mesenchymalen Stammzellen (MSC-Exosomen) mit ihren außerordentlichen antiinflammatorischen und regenerativen Eigenschaften als Behandlungsoption in die Diskussion eingebracht und ihre Nutzung bei moderaten bis schweren COVID-19-Verläufen gefordert. Doch die Studienlage ist lückenhaft – naturgemäß aufgrund der noch relativ kurzen Dauer der Pandemie – und eine offizielle Empfehlung oder (Notfall-)Zulassung fehlt dementsprechend. Dabei zeigen die wenigen vorhandenen Studien deutliche Verbesserungen bei der Anwendung im Tiermodell und am Menschen. Ist es verantwortbar auf eine solche Option aktuell zu verzichten? Es laufen Studien, doch es wird noch einige Zeit in Anspruch nehmen bis bestehende Fragen restlos geklärt wären. Kann die Medizin sich das Warten leisten? Die Antwort kann derzeit nur vor Ort auf den Intensivstationen der Krankenhäuser gegeben werden. Mutige Ärzte und Ärztinnen sind gefordert mehr Studien anzustoßen und im Sinne ihrer Patienten zu entscheiden.

Vorab-Information zu COVID-19-Phase I Studie mit Exosomen

In dieser Studie wurden bisher 30 Patienten zwischen 18 und 85 Jahren mit moderaten bis schweren COVID-19-Verläufen im Tel Aviv‘s Sourasky Medical Center (Ichilov Hospital) als Teil einer Phase-I-Studie mit Exosomen behandelt. Diese Exosomen waren angereichert mit dem Zelladhäsionsprotein CD24, das normalerweise auf den Oberflächen von B- und T-Zellen wie auch von Granulozyten zu finden ist. CD24 ist aus der onkologischen Forschung dafür bekannt, dass es an der Regulation des Immunsystems teilnimmt (Kontrolle der homöostatischen Proliferation der T-Zellen) und Entzündungen günstig beeinflussen kann. Die CD24-Exosomen werden von den Patienten an fünf aufeinanderfolgenden Tagen einmal täglich für fünf Minuten durch die Nase inhaliert und gelangen so direkt in die Lunge. Bei 29 der 30 Patienten verbesserten sich die Symptome innerhalb von zwei bis drei Tagen, nach drei bis fünf Tagen konnten sie entlassen werden. Der 30. Patient wurde ebenfalls gesund, benötigte dafür jedoch länger. Die Untersuchungen zur CD24-Exosomen-Behandlung bei COVID-19 dauern an.

Quelle:

https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04747574

Bioinformatische Analysen berechnen⠀ ⠀ ⠀ den Nutzen

In dieser bioinformatischen Analyse wurden bekannte mikroRNAs aus MSC-Exosomen von Knochenmark, Nabelschnur und Fettzellen auf ihre Wirksamkeit untersucht. Es konnte für 258 dieser miRNAs eine abmildernde Wirkung auf Zytokine und Chemokine vorhergesagt werden, die bei der Entwicklung von COVID-19 eine zentrale Rolle spielen (Zytokinsturm). 148 dieser miRNAs konnten als aussichtsreiche Kandidaten gegen Koagulationskaskaden und 266 miRNAs gegen Zelltod-Gene eingeordnet werden. Manche dieser miRNAs könnten sogar in der Lage sein, alle drei Wirkungen zu entfalten. Sie könnten als besonders hochwertige Helfer beim Kampf gegen Gewebezerstörung und Thrombosen bei COVID-19 eingesetzt werden. MSC-Exosomen, die mit passenden miRNA-Kombinationen beladen sind, können somit ein effektives Multi-Target-Werkzeug für die Akut-Behandlung mittelschwerer und schwerer COVID-19-Verläufe werden.

Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles Carrying miRNA as a Potential Multi Target Therapy to COVID-19: an In Silico Analysis

Iago Carvalho Schultz, Ana Paula Santin Bertoni, Márcia Rosângela Wink

Stem Cell Rev Rep. 2021 Jan 28;1-16.

Exosomen begrenzen Lungenschäden ⠀ ⠀ und Zytokinsturm

In dieser präklinischen Studie wurden am Tiermodell vorbehandelte MSC-Exosomen eingesetzt, die besonders große Mengen an neurotrophen und immunmodulierenden Faktoren enthielten. Sie bewirkten eine deutliche Abnahme von Markern für ein akutes Lungenversagen (ARDS) wie Lungenschäden, Neutrophilen-Infiltration und die Sauerstoffsättigung und senkten die freigesetzten Zytokine sowie Koagulationsfaktoren in der Bronchoalveolarflüssigkeit. Die Exosomen waren also geeignet, ARDS positiv zu beeinflussen und könnten eine wirkungsvolle Therapieoption bei schweren COVID-19-Fällen werden.

MSC-NTF (NurOwn®) exosomes: a novel therapeutic modality in the mouse LPS-induced ARDS model

Haggai Kaspi, Jonathan Semo, Nathalie Abramov, Chen Dekel, Stacy Lindborg, Ralph Kern, Chaim Lebovits, Revital Aricha

Stem Cell Res Ther. 2021 Jan 19;12(1):72.

Einzelne Exosomen-Gabe zeigte⠀ ⠀ deutliche Verbesserungen

24 COVID-19-Patienten mit schweren oder moderaten bis schweren Symptomen bekamen eine einzige intravenöse Dosis (15 ml) Exosomen (gewonnen aus Knochenmark). In den folgenen 14 Tagen wurden die Patienten beobachtet: Es zeigten sich deutliche Verbesserungen des arteriellen Sauerstoffpartialdrucks, im Durchschnitt stieg PaO2/FiO2 um 192 % an. Weiterhin stiegen die Anzahlen der Neutrophilen und Lymphozyten an, die Akute-Phase-Proteine CRP, Ferritin und D-Dimer sanken zeitgleich ab. 17 Patienten wurden gesund, 3 Patienten blieben kritisch krank, stabilisierten sich jedoch, 4 Patienten starben. Die Überlebensrate lag damit bei 83 %. Unerwünschte Nebenwirkungen wurden nicht beobachtet. Die Forscher resümieren, dass Exosomen geeignet sind bei schweren COVID-19-Zuständen die Sauerstoffversorgung zu verbessern, den Zytokinsturm zu bremsen und die patienteneigene Immunreaktionen wiederherzustellen.

Exosomes Derived From Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells as Treatment for Severe COVID-19

Vikram Sengupta, Sascha Sengupta, Angel Lazo Jr, Peter Woods, Anna Nolan, Nicholas Bremer

Stem Cells Dev. 2020 Jun 15, 29(12):747-754

Wollen Sie mehr wissen?

Hier finden Sie Literaturhinweise zu Übersichtsartikeln (Reviews), die den Wissensstand zum Thema ‚Exosomen und Covid-19‘ zusammenfassen:

Mesenchymal stem cell (MSC)-derived exosomes as a cell-free therapy for patients Infected with COVID-19: Real opportunities and range of promises.

Rezakhani L, Kelishadrokhi AF, Soleimanizadeh A, Rahmati S. Chem Phys Lipids. 2021 Jan;234:105009.

Coronavirus disease 2019: A tissue engineering and regenerative medicine perspective.

Shafiee A, Moradi L, Lim M, Brown J. Stem Cells Transl Med. 2021 Jan;10(1):27-38.

COVID-19 therapy with mesenchymal stromal cells (MSC) and convalescent plasma must consider exosome involvement: Do the exosomes in convalescent plasma antagonize the weak immune antibodies?

Askenase PW. J Extracell Vesicles. 2020 Oct;10(1):e12004.

Potential application of mesenchymal stem cells and their exosomes in lung injury: an emerging therapeutic option for COVID-19 patients.

Al-Khawaga S, Abdelalim EM. Stem Cell Res Ther. 2020 Oct 15;11(1):437.

Potential therapeutic application of mesenchymal stem cell-derived exosomes in SARS-CoV-2 pneumonia.

Akbari A, Rezaie J. Stem Cell Res Ther. 2020 Aug 14;11(1):356.

Immunomodulatory effect of mesenchymal stem cells and mesenchymal stem-cell-derived exosomes for COVID-19 treatment.

Jayaramayya K, Mahalaxmi I, Subramaniam MD, Raj N, Dayem AA, Lim KM, Kim SJ, An JY, Lee Y, Choi Y, Raj A, Cho SG, Vellingiri B. BMB Rep. 2020 Aug;53(8):400-412.

Could Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Be a Therapeutic Option for Critically Ill COVID-19 Patients?

Gardin C, Ferroni L, Chachques JC, Zavan B. J Clin Med. 2020 Aug 26;9(9):2762.

Therapeutic potential of mesenchymal stem cells and their exosomes in severe novel coronavirus disease 2019 (COVID-19) cases.

Tsuchiya A, Takeuchi S, Iwasawa T, Kumagai M, Sato T, Motegi S, Ishii Y, Koseki Y, Tomiyoshi K, Natsui K, Takeda N, Yoshida Y, Yamazaki F, Kojima Y, Watanabe Y, Kimura N, Tominaga K, Kamimura H, Takamura M, Terai S. Inflamm Regen. 2020 Jun 22;40:14.

Mesenchymal stem cell derived extracellular vesicles: promising immunomodulators against autoimmune, autoinflammatory disorders and SARS-CoV-2 infection

Özlem Bulut, Ihsan Gürsel

Turk J Biol. 2020 Jun 21;44(3):273-282.

Can Stem Cells Beat COVID-19: Advancing Stem Cells and Extracellular Vesicles Toward Mainstream Medicine for Lung Injuries Associated With SARS-CoV-2 Infections

Wojciech Chrzanowski, Sally Yunsun Kim, Lana McClements

Front Bioeng Biotechnol. 2020 May 26;8:554.