Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Riechkolben als Außenstelle des Immunsystems - das Riechhirn wehrt eigenständig Viren ab

04.03.2015

Unser Gehirn ist einer der am besten geschützten Bereiche unseres Körpers. Unter anderem sorgt die Blut-Hirn-Schranke dafür, dass nur ausgewählte Stoffe aus unserem Blutkreislauf in das zentrale Nervensystem übergehen können und schirmt unser Gehirn vor Krankheitserregern, Gift- und Botenstoffen ab.

Gelingt es unerwünschten Besuchern doch, diese Schranke zu überwinden, ist die Folge eine Gehirnentzündung - eine sogenannte Enzephalitis. Eine Enzephalitis tritt nur selten auf, kann dann aber dramatische Folgen haben. Oft wird sie durch Viren hervorgerufen.


Dr. Claudia Detje

Nur wie gelingt es diesen Erregern, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden und vor allem: Wie geht unser Immunsystem in dem abgeschotteten Bereich "Gehirn" gegen Krankheitserreger vor? Denn auch für die meisten Immunzellen, die in unserem Kreislauf patrouillieren, ist das Gehirn eine Sperrzone.

Wissenschaftler vom Institut für Experimentelle Infektionsforschung am TWINCORE haben den Weg des Vesikuläre Stomatitis Virus (VSV) und die Abwehrstrategie des Gehirns erforscht - und dabei entdeckt, dass Gehirnzellen Multitalente sind, die bei einem Virenangriff schnell die Rolle wechseln und den Signalstoff Interferon-beta (IFN-beta) produzieren. IFN-beta ist ein Protein, das die Ausbreitung der Viren schnell bremst und weitere Reaktionen des Immunsystems einleitet. Es ist der erste und meist auch entscheidende Abwehrmechanismus gegen Viren.

"VSV ist ein weniger gefährlicher Verwandter des Tollwut-Virus und kann ebenfalls das zentrale Nervensystem infizieren. Damit können wir gut erforschen, was bei einer Virusinfektion im Gehirn geschieht", sagt Claudia Detje, Wissenschaftlerin am Institut für Experimentelle Infektionsforschung. Diese Viren sind besonders geschickt darin, den Weg ins Gehirn zu finden und bei VSV ist für eine effiziente Abwehr besonders die Bildung von IFN-beta entscheidend.

"Gerät das Virus in den Blutkreislauf, ist zunächst kein Anzeichen einer Infektion zu erkennen", sagt Claudia Detje. "Bei einer Tröpfcheninfektion - über die Nase - führt das eigentlich harmlose Virus ohne IFN-beta zu einer schweren Gehirnentzündung. Ein Organismus, der IFN-beta fehlerfrei bilden kann, wehrt das Virus auch bei einer Tröpfcheninfektion erfolgreich ab." Der Grund: Im Blut stehen diverse andere Interferonvarianten parat, die das IFN-beta ersetzen können. Im Gehirn gibt es diese Mehrfachabsicherung aber offenbar nicht.

Nur wie kommt das Virus ausgerechnet durch die Nase ins Gehirn - und wie wehrt sich ein intaktes Gehirn gegen das Virus? Wie jedes Sicherheitssystem hat auch das des Gehirns seine Schwachstellen. Die Lücke, die die Viren nutzen, ist unser Geruchssinn. Die Viren infizieren den Riechnerv und wandern in ihm zum Gehirn. Die einzelnen Riechfäden des Nervs laufen durch eine durchlöcherte Knochenplatte des Schädels - die sogenannte Siebplatte - zum Riechkolben.

Der gibt die einlaufenden Signale an das Gehirn zur Verarbeitung weiter. Genau an dieser Lücke in der Blut-Hirn-Schranke, dem Übergang vom Riechnerv zum Riechkolben, wird das IFN-beta produziert, um die Viren abzufangen, die den Riechnerv hinaufgewandert sind. Dass das Gehirn tatsächlich eigenständig IFN-beta produziert, haben die Wissenschaftler aus Hannover mit sogenannten Reportermäusen zeigen können. Deren Gewebe beginnt zu leuchten, wenn es Interferon-beta bildet, und die Wissenschaftler können den Infektionsverlauf berührungslos verfolgen, während die Tiere unter einer Spezialkamera schlafen.

"Wir konnten sehen, dass bei einer Infektion über das Blut hauptsächlich die Lymphknoten aktiv werden und IFN-beta bilden. Bei einer Tröpfcheninfektion beginnt zusätzlich der Kopf im Bereich des Riechkolbens zu leuchten", berichtet Claudia Detje. "Das ist der Beweis, dass das Riechhirn sich eigenständig gegen Virusinfektionen zur Wehr setzen kann."

Eine besondere Rolle spielt Interferon-beta auch bei der Multiplen Sklerose. Die Autoimmunerkrankung ist durch Entzündungen des Gehirns gekennzeichnet und kann mit IFN-beta behandelt werden. "Die Frage, die wir uns für die Zukunft stellen: Ist es dann eventuell auch möglich, eine Enzephalitis, bei der die Abwehrreaktion des Riechhirns nicht ausgereicht hat, mit Interferon-beta-Gaben zu behandeln?", schließt Claudia Detje.


Publikation:

Detje CN, Lienenklaus S, Chhatbar C, Spanier J, Prajeeth CK, Soldner C, Tovey MG, Schlüter D, Weiss S, Stangel M, Kalinke U. Upon intranasal vesicular stomatitis virus infection, astrocytes in the olfactory bulb are important interferon Beta producers that protect from lethal encephalitis. J Virol. 2015 Mar 1;89(5):2731-8

Weitere Informationen:

http://www.twincore.de

Dr. Jo Schilling | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterien aus dem Blut «ziehen»
07.12.2016 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie