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 Wie Pflanzen ihr Gedächtnis vererben
21.08.2017 | Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI)

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Studie für Patienten mit Prostatakrebs: Einteilung in genomische Gruppen soll Therapie präzisieren

21.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Forscher entwickeln zweidimensionalen Kristall mit hoher Leitfähigkeit

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein neuer Indikator für marine Ökosystem-Veränderungen - der Dia/Dino-Index

21.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz