Erstmals konnte die Überwindung der Grenzbarriere zwischen Blut und Nervengewebe direkt beobachtet werden
München - Ein Forschungsteam mehrerer deutscher Forschungseinrichtungen, darunter des Max-Planck-Instituts für
Neurobiologie in Martinsried und des Anatomischen Instituts der Universität Erlangen-Nürnberg, hat erstmals beobachten können, wie
sich aggressive Immunzellen bei einer Multiplen Sklerose ins Gehirn hieven, um
dort Entzündungen und Schäden anzurichten. Die Studie wurde in der
aktuellen "Nature"-Ausgabe veröffentlicht.
Der Hintergrund: Bei Krankheiten wie der Multiplen Sklerose dringen Zellen
des Immunsystems in das Hirngewebe ein, wo sie großen Schaden anrichten. Lange
Zeit war es ein Rätsel, wie diese Zellen den Blutstrom verlassen können, denn
Blut- und Nervensystem sind normalerweise durch Blutgefäßwände
voneinander getrennt. Dass die Immunzellen dennoch zu den Nervenzellen
vordringen können, war bisher nur durch Gewebeschnitte belegt. Wie diese
Blut-Hirn-Schranke durchbrochen wird, konnte bisher nicht gezeigt werden.
Markierte Zellen
Diese Hürde nahm das Forschungsteam nun. Die Wissenschafter markierten aggressive T-Zellen mit
dem Grün Fluoreszierenden Protein (GFP) in Ratten, wodurch sie die
Zellenbewegungen im lebenden Gewebe durch ein Zwei-Photonen-Mikroskop verfolgen
konnten.
Die Forscher fanden heraus, dass die aggressiven T-Zellen die Grenzbarriere
zwischen Blut und Nervengewebe in mehreren Schritten überwinden. Außerhalb des
Nervensystems bewegten sich die markierten Zellen wie erwartet: Die meisten
Zellen ließen sich vom Blutstrom treiben. Nur vereinzelt blieben Zellen für
kurze Zeit an den Gefäßwänden haften, bevor sie in Richtung des Blutstroms
weiterrollten oder wieder mitgerissen wurden. Erreichten die T-Zellen jedoch die
Gefäße des Nervensystems, so verhielten sie sich völlig anders.
Überraschendes Verhalten: "Kriechen"
Immer häufiger beobachteten die Wissenschafter, wie sich die Zellen an den
Gefäßwänden festsetzten. "Richtig spannend wurde es dann, als wir sahen, dass
die Zellen kriechen - das war ein bisher gänzlich unbekanntes Verhalten für
T-Zellen", berichtete Ingo Bartholomäus. "Kriechen" beschreibt hier eine aktive
Bewegung der Zellen, die vor allem gegen den Blutstrom verläuft. Die Forscher
beobachteten, wie die T-Zellen für mehrere Minuten bis Stunden an den
Gefäßwänden entlangwanderten und oder ihre Kreise zogen. Am Ende dieser
Suchbewegung wurden die Zellen entweder wieder vom Blutstrom mitgerissen oder
sie zwängten sich durch die Gefäßwand.
Hatten die Zellen die Barriere der Blut-Hirn-Schranke erfolgreich
durchbrochen, setzten sie ihre Suche im Umkreis der Blutgefäße fort. So war es
nur eine Frage der Zeit, bis die T-Zellen auf eine der sogenannten Fresszellen
(Makrophagen) stießen. Traf eine der beweglichen T-Zellen auf solch eine
Fresszelle, so bildeten die beiden ein eng verbundenes Paar. Dass T-Zellen erst
mit Fresszellen in Kontakt treten müssen, um ihre Immunfunktion auszuüben, ist
seit längerem bekannt. Völlig neu ist jetzt, dass Forscher erstmals solche
Interaktionen direkt an der Blut-Hirn-Schranke beobachteten.
Angriff auf das
Nervensystem
Erst nach dem Kontakt mit den Fresszellen begannen die T-Zellen
entzündungsfördernde Botenstoffe auszuschütten und so den Angriff auf das
Nervensystem einzuleiten. Als eine der Folgen durchquerten immer mehr T-Zellen
die Wände der Blutgefäße. "Anscheinend ist die Aktivierung der T-Zellen an der
Grenze zum Nervengewebe somit ein entscheidendes Signal für die Invasion der
Immunzellen", folgerte Alexander Flügel, der Leiter der Studie.
Und noch etwas fanden die Wissenschafter durch die "Live-Beobachtungen"
heraus: Gaben sie spezielle Antikörper, die bereits in der MS-Therapie
eingesetzt werden, ins Blut, so verschwanden die kriechenden Zellen. "Bisher
wurde angenommen, dass diese Antikörper das Austreten der T-Zellen aus den
Blutgefäßen blockieren", so Ingo Bartholomäus. "Unsere Beobachtungen zeigen nun,
dass sie bereits das Kriechen verhindern - also einen Schritt früher eingreifen
als bisher angenommen." (APA/red)
