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Medizin

Neuer Mechanismus der Blut-Hirn-Schranke entdeckt

Donnerstag, 11. Oktober 2018

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Barrier Bodies. Auf Foto a werden die Barrier Bodies von der Zelle abgeschnürt. Foto b zeigt die traubenförmige Anhäufung der Barrier Bodies. /Birthe Gericke, Ingo Gerhauser

Hannover – Einen neuen Mechanismus der Blut-Hirn-Schranke haben Wissenschaftler der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und der Medizinischen Hochschule Hannover beschrieben. Die Forscher hoffen auf einen neuen Ansatz, um die Aufnahme von Substanzen in das Gehirn zu steuern. Die Studie wurde in Proceedings of the National Academy of Sciences publiziert (2018; doi: 10.1073/pnas.1719642115). 

Die Blut-Hirn-Schranke verhindert, dass schädliche Stoff aus der Umwelt oder aus der Nahrung ins Gehirn gelangen. Sie kann aber auch zu einem Problem werden – etwa, wenn Medikamente die Barriere nicht überwinden können.

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Die Blut-Hirn-Schranke schützt das Gehirn mit zwei bereits bekannten Mechanismen, zum einen physikalisch und zum anderen biochemisch. Die physikalische Barriere bilden Endothelzellen, die Blutgefäße im Gehirn von innen auskleiden. Sie sind so eng verbunden, dass potenziell gefährliche Fremdstoffe im Blut nicht zwischen den Endothelzellen hindurch ins Gehirn gelangen. 

Wenige kleine, hoch fettlösliche Fremdstoffe können durch Diffusion oder aktiven Transport allerdings dennoch vom Blut ins Innere der Endothelzellen und weiter ins Hirngewebe gelangen. Den Transport derartiger Stoffe limitiert oder verhindert die biochemische Barriere der Blut-Hirn-Schranke: In der Membran der Endothelzellen befinden sich Transportmoleküle. Sie sorgen dafür, dass Fremdstoffe umgehend wieder aus der Zelle zurück ins Blut transportiert werden.

Lysosomen umschließen fremde Substanzen

Einen dritten, bisher unbekannten Mechanismus der Blut-Hirn-Schranke, entdeckten die Forscher aus Hannover, als sie das Krebsmedikament Doxorubicin in der Zellkultur untersuchten. Substanzen, die es ins Innere einer Endothelzelle geschafft haben, wurden nicht unmittelbar von Transportmolekülen zurückgebracht, sondern zunächst von Vesikeln (Lysosomen) in der Zelle aufgenommen.

Wir nehmen an, dass die Barrier-Body-Bildung ein Weg der Blut-Hirn-Schranke ist, auf sehr hohe Konzentrationen von Fremdstoffen schnell zu reagieren. Wolfgang Löscher, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Diese Lysosomen werden an die Oberfläche der Endothelzelle transportiert, wo sie sich sammeln und zu Trauben zusammenschließen (siehe Abbildung). Im Blut befinden sich Immunzellen – neutrophile Granulozyten – welche diese Trauben einschließlich der Fremdstoffe aufnehmen und abtransportieren. Die Zusammenschlüsse nannten die Forscher ‚Barrier Bodies‘. „Wir nehmen an, dass die Barrier-Body-Bildung ein Weg der Blut-Hirn-Schranke ist, auf sehr hohe Konzentrationen von Fremdstoffen schnell zu reagieren“, sagte Wolfgang Löscher, Leiter des Instituts für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie an der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover. 

In ihrer Studie versuchten die Forscher dann, die Blut-Hirn-Schranke zu umgehen. Es gelang ihnen, die Bildung der Barrier Bodies mit verschiedenen Substanzen zu hemmen. „Wir hoffen, einen neuen Weg gefunden zu haben, die Behandlung von Hirntumoren zu verbessern“, sagte Hassan Naim, Leiter des Instituts für Physiologische Chemie an der Stiftung Tierärztliche Hochschule. © hil/aerzteblatt.de

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