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© umg/imsf göttingen
Autoaggressive T-Zellen (grün) sammeln sich in der Lunge und akkumulieren in speziellen lymphatischen Strukturen (BALT, gelber Pfeil). Sie bewegen sich entlang der Außen- und Innenseite der Bronchien (Br), einige durchwandern auch Alveolen (Al).
 
Neurologie 17. Oktober 2012

Lizenz zur Zerstörung

Neue Details zur Ursachenforschung der Multiplen Sklerose: T-Zellen erhalten in der Lunge die Fähigkeit, das Gehirn anzugreifen.

Autoimmunerkrankungen werden durch Immunzellen ausgelöst, die sich gegen das eigene Gewebe richten. So gelingt es den Immunzellen bei der Multiplen Sklerose, in das Nervengewebe einzudringen und dort zerstörerische Entzündungen zu verursachen, die mit schweren Ausfallserscheinungen wie Lähmungen und Gefühlsstörungen einhergehen können.

Das gesunde Gehirn ist praktisch frei von jeglichen Immunzellen, da das Nervensystem vom übrigen Körper durch spezialisierte Blutgefäße abgeschottet ist, die den Übertritt dieser Zellen aus dem Blut verhindern. Warum die Zellen diese körpereigene Schranke bei der Multiplen Sklerose überwinden und scheinbar mühelos in das Hirngewebe eindringen können, war bislang unklar. Ein Team des Instituts für Multiple-Sklerose-Forschung (IMSF), Göttingen, hat herausgefunden (Odoardi F et al.: Nature 2012): Die krankmachenden Immunzellen werden in der Lunge darauf programmiert, beweglicher zu werden und effizient Gefäßbarrieren wie die Blut-Hirn-Schranke zu durchbrechen.

Eintrittscode für das Gehirn

T-Zellen als spezialisierte Immunzellen gelten als Verursacher der Multiplen Sklerose. Obwohl nahezu jeder gesunde Mensch diese potenziell krankmachenden T-Zellen in seinem Immunsystem beherbergt, entwickeln nur etwa 0,1 Prozent der Bevölkerung eine manifeste Erkrankung. Das liegt unter anderem daran, dass die T-Zellen normalerweise nicht in das Gehirn vordringen können. „Frühere Arbeiten auf dem Gebiet der experimentellen MS-Forschung haben bereits gezeigt, dass T-Zellen sehr wohl in das Gehirn vordringen und dort eine MS-ähnliche Erkrankung hervorrufen können, wenn sie außerhalb des Nervengewebes voraktiviert werden“, sagt Prof. Dr. Alexander Flügel. „Wir wollten nun herausfinden, wo genau im Organismus die T-Zellen aktiviert werden und welche speziellen Eigenschaften sie dazu befähigen, die Blut-Hirnschranke zu überwinden.“

Lernprozess für T-Zellen

Zunächst wurde festgestellt, dass krankmachende T-Zellen nicht sofort nach Aktivierung ins Gehirn einwandern. Sie müssen diesen Schritt erst „erlernen“. In einem Lernprozess richten sich die T-Zellen komplett neu aus. Sie stellen die Zellteilung ein und drosseln die Produktion von Eiweißen, mit denen sie Entzündungsprozesse anfachen. Stattdessen werden sie auf „Wanderung“ programmiert: Sie werden beweglicher. Dafür erscheinen spezialisierte Rezeptoren auf ihrer Zelloberfläche. Diese kleinen Antennen ermöglichen es ihnen, sich in der jeweiligen Umgebung zu orientieren und sich an Zellstrukturen festzuhalten.

Die Göttinger Wissenschaftler entdeckten einen bislang für T-Zellen unbekannten Rezeptor: Ninjurin-1. Dieser steuert speziell das Anheften der T-Zellen an der Innenseite der Hirngefäße und ist damit für die Einwanderung der Zellen aus der Blutbahn ins Nervengewebe von wesentlicher Bedeutung. Im Gehirn angelangt, läuft das Programm umgekehrt ab: Die eingewanderten T-Zellen werden reaktiviert, produzieren Entzündungsstoffe und setzen damit den gewebeschädigenden Autoimmunprozess in Gang, der typisch für Multiple Sklerose ist.

Umschaltstation und Depot

Wo findet die Wanderungsprogrammierung der T-Zellen statt? Auch bei dieser Frage konnten die Wissenschaftler neue, überraschende Entdeckungen machen. Sie fanden heraus, dass aktivierte T-Zellen aus dem Blutkreislauf direkt in die Lunge einwandern. Im Lungengewebe bewegen sich die Zellen mit zunehmender Geschwindigkeit entlang der dortigen Gefäße und Luftwege in die anliegenden Lymphknoten, gelangen dann über die Milz und erneut über die Blutzirkulation schließlich in das zentrale Nervensystem. Kurioserweise kriechen die Zellen in der Lunge nicht nur an der Außenseite der Bronchien, sondern auch innerhalb der Luftleiter, in der die Atemluft zirkuliert. Mittels Zweiphotonenmikroskopie beobachteten die Forscher im lebenden Lungengewebe, dass die T-Zellen die Bronchien offenbar als eine Art Schnellstraße nutzen. Und in der Tat sind aktivierte T-Zellen sogar nach direkter Einführung in die Luftwege in der Lage, einen autoimmunen Erkrankungsprozess in Gang zu setzen. Das Lungengewebe ist auch der Ort, wo die ersten entscheidenden Schritte in Richtung Wanderungsprogrammierung der krankmachenden T-Zellen stattfinden.

Lunge als Ausgangspunkt für MS-Schübe

Die direkte Bedeutung der Befunde für die MS-Erkrankung liegt in der möglichen Auslösung von Krankheitsschüben durch Infektionen oder andere Irritationen (z.B. Rauchen) des Respirationstrakts. So entdeckten die Wissenschaftler der aktuellen Studie potenziell autoaggressive T-Zellen, die langfristig als immunologische Gedächtniszellen in der Lunge verweilen. Nach lokaler Reizung werden die schlafenden Zellen aktiv: Sie wandern ins Gehirn ein und lösen eine MS-artige Erkrankung aus.

Die Schlüsselfunktion der Lunge für die Aktivierung und Umprogrammierung krankmachender T-Zellen könnte in ähnlicher Weise, wenn auch weniger dramatisch, für andere Organsysteme wie den Darm oder den Urogenitaltrakt gültig sein. Umfangreiche genetische Analysen konnten kürzlich verschiedene Gene bei MS-erkrankten Personen identifizieren, die Patienten für die Erkrankung anfällig machen. „Interessanterweise stimmte eine beträchtliche Anzahl dieser Gene mit denen überein, die wir bei der Wanderungsprogrammierung der T-Zellen in unserer Arbeit gefunden haben“, sagt Flügel. Ziel zukünftiger Studien wird es daher sein, geeignete Gene aus dem Wanderungsprogramm zu finden, die als therapeutische Angriffspunkte dienen könnten.

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