Wie Immunzellen aus dem Blut in das Gehirn gelangen und wie sie im Gehirn entstehen

Bestimmte Immunzellen aus dem Blut gelangen durch die intakte Blut-Hirn-Schranke in das Gehirn, wenn das Gehirn vorher bestrahlt wurde. Dies hat jetzt eine Forschergruppe aus Göttingen, Zürich, Regensburg und Berlin unter der Leitung von Priv.-Doz. Dr. Marco Prinz (Abt. Neuropathologie der Universitätsmedizin Göttingen) erstmalig im Tiermodell bewiesen.

Die Ergebnisse aus der Göttinger Grundlagenforschung wurden heute, am 18. November 2007, in der Dezemberausgabe der renommierten Fachzeitschrift „NATURE Neuroscience“ (Nat Neurosci 2007, in press) veröffentlicht. In der Forschergruppe arbeiten Neuropathologen, Radioonkologen, Internisten, Psychiater und Molekularbiologen zusammen.

Das Forschungsergebnis bringt einen neuen grundlegenden Aspekt, der für das Verstehen von neurologischen Erkrankungen bedeutsam sein könnte. Die Grundlagenforscher haben im Blut die speziellen Vorläuferzellen von Immunzellen gefunden und identifiziert, denen der Schritt ins Gehirn unter bestimmten Bedingungen gelingt. Außerdem konnten die Forscher zeigen: Die Vorläuferzellen gelangen nur dann aus dem Blut ins Gehirn, wenn das Gehirn vorher einer hohen Dosisstrahlung ausgesetzt worden war.

Immunzellen kommen bei neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Multiple Sklerose vermehrt im Gehirn vor. Sie spielen eine wichtige Rolle für den Verlauf dieser neurologischen Erkrankungen. Bei den hirneigenen immunkompetenten Zellen handelt es sich um so genannte Fresszellen (Makrophagen), den „Mikroglia“. Diese hochsensiblen „Polizisten der Immunabwehr“ erkennen jegliche Veränderungen bei verschiedensten Hirnerkrankungen und fressen geschädigte Zellen. Ob diese Immunzellen aus dem Blut in das Gehirn gelangen und aus welchen Blutzellen sie entstehen, konnte die Forschergruppe jetzt erstmalig am lebenden Organismus mit intakter Blut-Hirn-Schranke zeigen.

„Unsere Ergebnisse tragen entscheidend dazu bei, den Verlauf von Hirnerkrankungen zu verstehen. Da die Fresszellen auch bei anderen Hirnerkrankungen wie Schädigungen der Nervenscheiden und allen entzündlichen Erkrankungen im Zen¬tralen Nervensystem (ZNS) vermehrt auftreten, wird es nun möglich sein, deren Rolle bei diesen Erkrankungen aufzuklären“, sagt der Neuropathologe Priv.-Doz. Dr. Marco Prinz.

Welche Zelle aus dem Blut entwickelt sich zu „Mikroglia“? Um zunächst diese Frage zu klären, verwendeten die Forscher verschiedene Tiermodelle. Die neu identifizierten Blutzellen wurden genetisch verändert und anschließend markiert. So konnte ihr Weg in das erkrankte Gehirn verfolgt werden. Das Ergebnis war überraschend und eindeutig: „Nur ein bestimmter Fresszellen-Typ aus dem zirkulierenden Blut hat die Eigenschaft, in das erkrankte Gehirn zu gelangen“, sagt Marco Prinz.

In einem weiteren Schritt untersuchten die Forscher, unter welchen Bedingungen der Schritt ins Gehirn möglich wird. Sie fanden heraus: Die Einwanderung der Fresszellen aus dem Blut war nur möglich, wenn das Gehirn vor der Nervenschädigung einer Bestrahlung ausgesetzt worden ist. „Wir haben eine Bestrahlung verwendet, wie sie bei Bestrahlungstherapien bei Tumorpatienten eingesetzt wird“, erläutert Dr. Mirko Nitsche, Abteilung Strahlentherapie und Radioonkologie der Universitätsmedizin Göttingen. Nitsche hat zusammen mit dem Biologen Alexander Mildner, Abt. Neuropathologie, hauptsächlich die Experimente durchgeführt.

Journal: Nature Neuroscience 2007 (in press)
Titel: MICROGLIA IN THE ADULT BRAIN ARISE FROM Ly-6ChiCCR2+ MONOCYTES ONLY UNDER DEFINED HOST CONDITIONS
WEITERE INFORMATIONEN:
Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-Universität
Abteilung Neuropathologie
Priv.-Doz. Dr. Marco Prinz, Telefon 0551 / 39-14340
mprinz@med.uni-goettingen.de