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Medizin

Bestimmte Makrophagen reifen im ZNS erst nach der Geburt aus

Mittwoch, 11. Mai 2022

/Kateryna_Kon, stock.adobe.com

Freiburg – Neue Erkenntnisse zum zeitlichen Ablauf und molekularer Mechanis­men in der Entwicklung von Makrophagenpopulationen im ZNS könnten für die Forschung zur Entstehung von Hirnkrankheiten und für die Therapieentwicklung bedeutungsvoll sein (Nature, 2022; DOI: 10.1038/s41586-022-04596-2)

Verschiedene Makrophagenpopulationen an Blutgefäßen und Hirnhäuten bilden Bestandteile des angeborenen Immunsystems im ZNS, die zum Beispiel Abwehr­reaktionen bei Infektionen oder Traumata induzieren. Bisher wurde vermutet, dass Mikroglia und alle Untergruppen von ZNS-assoziierten Makrophagen (CAMs) aus zellulären Quellen der Embryonalentwicklung stammen.

Freiburger Wissenschaftler haben in Kooperation mit einem internationalen Forschungsteam anhand von genetisch veränderten Mauslinien und mensch­lichen Gehirnproben herausgefunden, dass ein Teil der CAMs erst nach der Geburt in einem schrittweise festgelegten Entwicklungsprogramm vollständig ausreift.

Meningeale Makrophagen und Mikroglia haben gemeinsame pränatale Vorläufer, wohingegen perivaskuläre Makrophagen erst nach der Geburt von perinatalen meningealen Makrophagen abstammen.

„Die von uns untersuchten Immunzellen kontrollieren zusätzlich zur Blut-Hirn-Schranke, was aus dem Blut an die Hirnzellen gelangen kann, sie fressen Krank­heitserreger und verhindern übermäßige Entzündungen. Auch an der Entstehung von Krebs, Alzheimer und Multipler Sklerose sind sie beteiligt. Unsere Erkennt­nisse könnten für ein besseres Verständnis dieser Krankheiten und künftige Therapien von Bedeutung sein“, so die Einschätzung des Seniorstudienautors Marco Prinz, Ärztlicher Direktor des Instituts für Neuropathologie am Univer­sitäts­klinikum Freiburg.

Mit den eingesetzten Mauslinien haben die Wissenschaftler gezielt verschiedene Typen von Hirnmakrophagen und deren Vorläuferzellen markiert und später mittels hochauflösender Mikroskopie in den verschiedenen Hirnregionen detektiert.

Zusätzlich untersuchten sie die Genaktivität einzelner Zellen und bestimmten so deren Reifegrad: „Wir konnten die Daten auch an menschlichen Gehirnen bestä­tigen. Dadurch erzielen wir ein wesentlich tieferes Verständnis des zeitlichen Ablaufs und der molekularen Mechanismen in der Entwicklung der Zellen. Dieses Wissen kann nun genutzt werden, um neue und spezifischere Therapieansätze für Hirnerkrankungen zu erforschen“, sagte Erstautor Lukas Amann, Biologe am Institut für Neuropathologie des Universitätsklinikums Freiburg.

Der späte Zeitpunkt der Reifung von perivaskulären Makrophagen im ZNS hat die Studienautoren sehr überrascht, da die Vorläuferzellen schon lange vorher im Gehirn vorhanden sind.

„Wir konnten zeigen, dass die von uns untersuchten Immunzellen beim Menschen kurz vor der Geburt von der Hirnhaut an die Blutgefäße in das Gehirn einwan­dern und dort ausreifen. Dieser Prozess ist vermutlich erst Wochen nach der Geburt abgeschlossen und könnte zum Teil erklären, warum das Gehirn zu Beginn des Lebens so verletzlich ist“, vermutete Prinz. © cw/aerzteblatt.de

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