Herkunft der Hirnmakrophagen aufgeklärt

Eine Gruppe von Forschern aus Freiburg, London, Münster, Kiel, Göttingen, München, Gent und Borstel unter der Leitung von Prof. Dr. Marco Prinz, Ärztlicher Direktor des Institutes für Neuropathologie des Universitätsklinikums Freiburg, konnte im Tiermodell erstmals den Ursprung von Gehirnmakrophagen nachweisen und aufklären, welche molekularen Mechanismen die Entstehung dieser Zellen steuern.

In der Märzausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Neuroscience und aktuell schon in der advanced online publication (AOP) der Zeitschrift berichten die Forscher über ihre Ergebnisse.

Hirnmakrophagen, auch Mikrogliazellen genannt, sind mit einem Anteil von etwa zehn Prozent eine relativ kleine Zellpopulation im Gehirn. Trotzdem spielen sie sowohl für die Entwicklung des Gehirns als auch bei zahlreichen Erkrankungen eine herausragende Rolle. Sie entfernen als „Straßenfeger“ während der Hirnentwicklung überflüssige Nervenzellen und deren Verbindungen, die Synapsen.

Fehlfunktionen von Mikrogliazellen können daher wahrscheinlich zu psychiatrischen Erkrankungen führen. Zudem wird den Mikrogliazellen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Krankheiten des Zentralen Nervensystems (ZNS) zugeschrieben, etwa beim Morbus Alzheimer und Morbus Parkinson, bei Hirn- und Hirnhautentzündungen sowie bei Multipler Sklerose.

Das Forschungsteam um Prof. Dr. Marco Prinz und die Biologin Katrin Kierdorf, der Erstautorin dieser Studie, konnte nun zeigen, dass Mikrogliazellen nicht nur im Hirn außerordentlich bewegliche Zellen darstellen, sondern dass sie während der embryonalen Entwicklung des zentralen Nervensystems eine weite „Pilgerfahrt“ durch den Körper unternehmen. Die Wissenschaftler markierten die Mikrogliavorläuferzellen mit einem grünfluoreszierenden Eiweiß und konnten so feststellen, dass die Makrophagen entwicklungsbiologisch „Eindringlinge“ für das Hirn darstellen und ursprünglich eigentlich aus der Wand des Dottersacks kommen, der ein wichtiges Ernährungsorgan der Embryonen bei allen Wirbeltieren und so auch beim Menschen ist. Damit konnte erstmalig eine Herkunft der Mikrogliazellen von Quellen außerhalb des Gehirns belegt werden.

Die Wissenschaftler konnten außerdem zeigen, dass diese Zellen für ihre Entwicklung bestimmte Gene benötigen. Der Aufklärung dieses genetischen Entwicklungsprogrammes kommt besondere Bedeutung zu, da einige dieser Gene eine Reihe von Erkrankungen beim Menschen hervorrufen.

„Unsere Ergebnisse stellen einen wichtigen Meilenstein für das Verständnis der Makrophagenentwicklung im Gehirn dar“, erklärt Prof. Dr. Prinz. „Da den Mikrogliazellen eine wichtige Rolle bei der Entstehung vieler Hirnerkrankungen zugesprochen wird, sind die Ergebnisse unserer Studie sehr wichtig, um neben den zellulären Ursachen auch genetische Angriffspunkte für die Therapie einiger dieser Erkrankungen zu bekommen.“

Inwieweit diese im Tiermodell beobachteten Gene auch beim Menschen zur Krankheitsentstehung führen können, sollen zukünftige Studien unter anderem in Zusammenarbeit mit dem in Freiburg ansässigen Center for Chronical Immundeficiency (CCI) zeigen.

Die Studie ist zu finden unten: doi:10.1038/nn.3318

Kontakt:
Prof. Dr. Marco Prinz
Ärztlicher Leiter, Institut für Neuropathologie
Neurozentrum
Telefon +49 (0) 761 270 51060
Fax +49 (0) 761 270 50 500
E-Mail: marco.prinz@uniklinik-freiburg.de