Forscher entdecken Migrations­mechanismen von T-Zellen ins ZNS

Illinois – Forscher der University of Illinois und der University of California haben im Mausmodell nachweisen können, wie bestimmte T-Zellen bei der multiplen Sklerose (MS) die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Möglicherweise sind diese Mechanismen Ansatzpunkte für therapeutische Interventionen. Die Forscher um Sarah Lutz berichten in Cell Reports (2017; doi: 10.1016/j.celrep.2017.10.094). 

Beim Gesunden ist das Gehirn gegen schädliche Einflüsse durch die Blut-Hirn-Schran­ke abgeschirmt. Sie verhindert, dass Krankheitserreger, toxische Stoffe und auch Immunzellen eindringen können. Grundlage dieser Barriere sind die Tight Junctions. Die Membranproteine verbinden die Zellmembranen wie einen Reiß­verschluss, der nur für wenige Stoffe durchlässig ist. Bei der MS ist diese Barriere­funktion gestört und es kommt während der Entzündung zu einer Migration von Abwehrzellen in das Gehirn. Die genauen Mechanismen, welche die Migration ermöglichen, sind nicht vollständig bekannt. Diese Migration zu verhindern, könnte jedoch in therapeutischer Hinsicht sehr nützlich sein.

Mausmodell mit disseminierten Enzephalomyelitis

Ein möglicher Mechanismus könnte laut den Forschern durch Caveolen zustande kommen. Caveolen sind Einbuchtungen der Zellmembran, die über Endo- und Exozytose eine Passage von Stoffen und Zellen durch die Endothelzellen hindurch ermöglichen. Für die Formung und Funktion der Vesikel ist das Protein Caveolin-1 essenziell. 

In ihrer Studie nutzten die Forscher ein Mausmodell, das an einer disseminierten Enzephalomyelitis erkrankt. Durch genetische Modifikation veränderten sie die Tight Junctions so, dass sie an ein fluoreszierendes Protein gekoppelt waren. Dies ermöglichte In-Vivo-Untersuchungen des Entzündungsgeschehens. Es zeigte sich, dass bereits in einem frühen Verlauf der Entzündung die Tight Junctions durchlässiger wurden. Dies ermöglicht primär die Migration von TH-17-Zellen. Diese Variante der T-Helferzellen scheint bei verschiedenen Autoimmunerkrankungen eine große Rolle zu spielen. 

Da die Forscher testen wollten, ob die Migration über Caveolen eine Rolle spielt, züchteten sie Mäuse, die durch einen Caveolin1-Defekt keine funktionstüchtigen Caveolen ausbildeten. Es zeigte sich, dass bei diesen Mäusen TH1-Zellen in wesentlich geringer Zahl in das Gehirn eindrangen. TH1-Zellen schütten Interferon-Gamma aus und verstärken so die Entzündungsreaktion im Gehirn. Die Funktion der Caveolen und der Tight Junctions war jedoch unabhängig voneinander, was laut den Forscher eine neue Erkenntnis war.  

Durch die Studie konnten die Forscher nachweisen, dass die Immunzellen durch unterschiedliche Mechanismen in das Gehirn eindringen und eine Entzündung auslösen können. Bei der Entwicklung von Therapien sollte dies beachtet werden, da eine Migration von Immunzellen nur durch die Blockade verschiedener Signalwege verhindert werden kann, so das Fazit der Arbeitsgruppe. 

hil