Sepsis könnte Gehirn langfristig schädigen

Die Anzahl der Mikrogliazellen ändert sich bei einer Stimulation des Immunsystems (Bilder Mitte und rechts): In diesem Fall sind mehr Gliazellen (grün) vorhanden und aktiviert als bei der Kontrollgruppe (links). /Marianna Beyer, TU Braunschweig

Braunschweig – Eine Sepsis könnte auch nach der Genesung noch langfristige Auswir­kungen auf das Gehirn und das Lernverhalten haben. Das legt eine Studie von Forschern der Technischen Universität Braunschweig im Tiermodell nahe.

Beteiligt waren auch das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen und die Universität Bonn. Die Arbeit ist im Journal of Neuroscience erschienen (DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0200-20.2020).

Wenn Krankheitserreger das Gehirn befallen, aktivieren sie spezielle Proteinkomplexe, so genannte Inflammasome. Diese lösen eine Neuroinflammation aus, eine entzündliche Reaktion im Gehirn, um die Krankheitserreger unschädlich zu machen.

„Neuroinflammation, also entzündliche Prozesse im Gehirn, spielen auch bei einer Sepsis eine große Rolle. Das ist der Ausgangspunkt für unsere Studie gewesen. Wir haben die langfristigen Auswirkungen einer Sepsis auf das Gehirn von Mäusen untersucht, und welchen Einfluss dabei das Inflammasom NLRP3 hat“, erläuterte Martin Korte den Ansatz der Wissenschaftler.

Korte ist Neurobiologe am Institut für Zoologie der TU Braunschweig und Leiter der Arbeitsgruppe „Neuroinflammation und Neurodegeneration“ am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI).

Die Forscher haben den Tieren Bestandteile der Zellmembran von Bakterien injiziert, um eine Sepsis auszulösen. Nach 3 Monaten untersuchten sie das Lernverhalten und die Gehirne der Tiere: Dabei zeigte sich, dass ihre Nervenzellen weniger Synapsen hatten und die synaptische Plastizität eingeschränkt war, also die Fähigkeit ihrer Synapsen, sich als Voraussetzung zum Lernen verstärken zu können. Die Tiere lernten in Verhaltenstests schlechter als die Kontrollgruppen.

„Wir konnten zeigen, dass die Folgen einer Sepsis auch 3 Monate später noch im Gehirn zu sehen sind. Das Besondere an unserer Studie ist, dass wir junge und ältere Mäuse miteinander verglichen haben. Dadurch haben wir gesehen, dass die Folgen einer Neuroinflammation durch eine Sepsis bei älteren Mäusen nach 3 Monaten noch deutlich stärker zu sehen sind als bei jüngeren Mäusen“, erläuterte Niklas Lonnemann, einer der Erstautoren der Publikation.

Das Forscherteam vermutete, dass die entzündlichen Reaktionen im Gehirn der Mäuse durch das Inflammasom NLRP3 ausgelöst werden. In einem weiteren Schritt haben sie deshalb so genannte Knockout-Mäuse verwendet, die kein NLRP3-Molekül produzierten, und haben bei weiteren Mäusen das NLRP3 mit Wirkstoffen akut gehemmt. Auch die Gehirne dieser Mäuse untersuchten sie 3 Monate nach einer überstandenen Sepsis.

Es zeigte sich, dass ohne das NLRP3 keine chronischen Entzündungen im Gehirn entstanden waren. Die Sepsis hatte auch keine negativen Auswirkungen auf das Lernverhalten der Tiere.

„Wenn das Inflammasom NLRP3 inaktiviert ist, sieht man im Tiermodell deutlich, dass das positive Konsequenzen für das Gehirn hat. Das Risiko, dass das Gehirn erkrankt, steigt scheinbar aber nicht. Das Immunsystem hat offensichtlich noch andere Signalwege, um mit den Erregern fertig zu werden“, fasste Korte die Ergebnisse zusammen.

Die Wissenschaftler betonen, dass das Immunsystem von Mäusen nicht mit dem Immun­system des Menschen identisch ist – „die Nervenzellen sind sich jedoch bei beiden sehr ähnlich und auch das Inflammasom NLRP3 gibt es sowohl beim Menschen als auch bei Mäusen“, erläutern sie.

Klinische Studien müssten zeigen, ob die Hemmung von NLRP3 auch beim Menschen dazu führen kann, dass bei einer Sepsis keine langfristigen negativen Konsequenzen für das Gehirn entstehen. © hil/aerzteblatt.de