Wie das "Immungedächtnis" des Gehirns zu Alzheimer führen kann
Eine neue Studie zeigt, dass Mikroglia, die die Immunzellen des Zentralnervensystems sind, sich an Entzündungen „erinnern“ können. Dieses „Gedächtnis“ beeinflusst, wie die Zellen auf neue Reize reagieren und mit toxischen Plaques im Gehirn umgehen, einem Marker für die Alzheimer-Krankheit.
Mikroglia, manchmal auch als "Scavenger" -Zellen bezeichnet, "sind die primären Immunzellen des Zentralnervensystems".
Als Hauptakteur der Immunität des Gehirns werden Mikroglia an den Ort der Infektion oder Verletzung geschickt, wo sie gegen toxische Substanzen oder Krankheitserreger kämpfen und nutzlose Zellen entfernen.
Es ist jedoch auch bekannt, dass diese Zellen eine negative Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson, ischämischem Schlaganfall und traumatischen Hirnverletzungen spielen.
Eine kürzlich durchgeführte Studie hat beispielsweise gezeigt, dass Mikroglia bei Überaktivität toxische Plaques und Synapsen verschlingen, was vermutlich zu der bei Alzheimer beobachteten Neurodegeneration führt.
Darüber hinaus überleben Mikroglia sehr lange, wobei einige der Zellen über 2 Jahrzehnte halten.
"Studien haben gezeigt, dass Infektionskrankheiten und Entzündungen, die im Laufe ihres Lebens erlitten wurden, die Schwere der Alzheimer-Krankheit viel später im Leben beeinflussen können", erklärt der leitende Forscher Jonas Neher, ein experimenteller Neuroimmunologieforscher am Deutschen Zentrum für neurodegenerative Erkrankungen in Tübingen .
Zusammen führten diese Beobachtungen dazu, dass Neher sich fragte, ob ein immunologisches Gedächtnis in diesen langlebigen Mikroglia dieses [Alzheimer-] Risiko kommunizieren könnte.
Um diese Frage zu beantworten, untersuchte das Team die Immunantwort dieser Gehirnzellen bei Mäusen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.
"Geschulte" vs. "tolerante" Immunzellen
Neher und Kollegen verursachten mehrmals Entzündungen bei Mäusen und untersuchten die Auswirkungen auf ihre Mikroglia. Die Forscher lösten zwei unterschiedliche Zustände in den Scavenger-Zellen des Gehirns aus: "Training" und "Toleranz".
Zum Beispiel „trainierte“ der erste Entzündungsreiz, den die Forscher anwendeten, die Immunzellen, um stärker auf den zweiten Entzündungsstimulus zu reagieren. Beim vierten Reiz waren die Zellen jedoch entzündungstolerant geworden und reagierten kaum noch.
So wurde deutlich, dass sich Mikroglia an eine frühere Entzündung „erinnern“ können.
Die Wissenschaftler wollten dann wissen, welche Rolle dieses Gedächtnis bei der Reaktion der Mikroglia auf die Bildung von Amyloidplaque im Gehirn spielt, was ein Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit ist. Daher untersuchten sie die Aktivität von Mikroglia bei Mäusen mit Alzheimer-ähnlicher Pathologie.
Neher und sein Team stellten fest, dass trainierte Immunzellen die Krankheit langfristig verschlimmerten. Monate nach ihrem ersten Entzündungsreiz steigerten Mikroglia die Produktion toxischer Plaques. Tolerante Mikroglia hingegen reduzierten die Plaquebildung.
"Unsere Ergebnisse identifizieren das Immungedächtnis im Gehirn als einen wichtigen Modifikator der Neuropathologie", erklären die Forscher.
Eine Entzündung kann das Gehirn neu programmieren
Darüber hinaus wollten die Forscher wissen, ob dieses Immungedächtnis eine epigenetische Spur hinterlässt - das heißt, ob das Gedächtnis einer Entzündung chemische Veränderungen der DNA der Zellen verursachen würde.
DNA-Analysen ergaben, dass Monate nach dem ersten Entzündungsreiz sowohl "trainierte" als auch "tolerante" Zellen epigenetische Veränderungen aufwiesen, die einige Gene aktivierten und andere ausschalteten.
Solche epigenetischen Veränderungen beeinflussten die Fähigkeit der Mikroglia, toxische Plaques im Gehirn zu beseitigen.
"Es ist möglich, dass auch beim Menschen entzündliche Erkrankungen, die sich hauptsächlich außerhalb des Gehirns entwickeln, eine epigenetische Reprogrammierung innerhalb des Gehirns auslösen können", spekuliert Neher.
Wenn dies zutrifft, würde dies erklären, warum entzündliche Erkrankungen wie Arthritis - und Krankheiten, von denen angenommen wurde, dass sie entzündlich sind, wie Diabetes - das Risiko für Alzheimer erhöhen.
Als nächstes wollen die Forscher untersuchen, ob Mikroglia beim Menschen auf die gleiche Weise verändert werden. Wenn dies der Fall ist, könnte dies die Tür zu innovativen Therapien öffnen.
