Medizin am Abend Berlin Fazit: Multiple Sklerose: Cholesterin-Kristalle verhindern Reparatur im Zentralnervensystem
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Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung
des Zentralnervensystems, bei der Immunzellen fettreiche Myelinscheiden
der Nervenfasern abbauen.
- Der Wiederaufbau intakter Myelinscheiden ist
notwendig, damit sich Patienten von ihren Behinderungen erholen.
Aber
das Regenerationsvermögen nimmt mit dem Alter ab.
Prof. Mikael Simons erforscht mit seinem Team den Auf- und Abbau von
Myelinhüllen, die Nervenfasern umgeben und bei der Multiplen Sklerose
zerstört werden. A. Eckert / TUM
In „Science“ liefert
ein Team der Technischen Universität München eine mögliche Erklärung:
- Fettmoleküle aus der Myelinscheide, die nicht rasch aus Fresszellen
abtransportiert werden, können chronische Entzündungen auslösen.
Dies
verhindert den Wiederaufbau der Myelinhüllen. Zudem beschreibt das Team
Zellen, die nur dann erscheinen, wenn eine Myelinscheide entsteht.
Für die Funktion des Zentralnervensystems spielt die Myelinscheide
eine entscheidende Rolle.
Es handelt sich um eine spezielle, besonders
fettreiche Membran, die Nervenfasern so isoliert, dass elektrische
Signale schnell und effizient weitergeleitet werden.
Wird diese Hülle
beschädigt, kann es zu Ausfallerscheinungen wie Lähmungen kommen.
Bei MS
kommt es im Laufe der Erkrankung an vielen verschiedenen Stellen im
Gehirn oder Rückenmark durch körpereigene Immunzellen zu einer
Zerstörung der Myelinscheide. Die Regeneration der Myelinscheide ist bei
MS grundsätzlich möglich, aber in den meisten Fällen unzureichend.
Einer der Gründe dafür sind vermutlich chronische Entzündungen, die an
den beschädigten Stellen entstehen.
Das Team um Mikael Simons, Professor
für Molekulare Neurobiologie an der TUM, hat herausgefunden, d
ass nach
der Zerstörung der Myelinscheide kristallines Cholesterin – ähnlich wie
bei der Arteriosklerose – eine anhaltende Entzündung auslöst, die eine
Regeneration verhindert.
Gefährliche Kristalle
„Myelin hat einen sehr hohen Anteil an Cholesterin“, erläutert Prof.
Simons.
„Wenn Myelin zerstört wird, muss das Cholesterin, das dabei
freigesetzt wird, aus dem Gewebe beseitigt werden.“
Diese Aufgabe
erledigen Fresszellen, oder auch Mikroglia und Makrophagen genannt.
Sie
nehmen die beschädigte Myelinscheide in das Innere der Zelle auf,
verdauen diese und befördern die unverdaulichen Reste über
Transportmoleküle wieder aus der Zelle heraus.
Häuft sich jedoch in
kurzer Zeit zu viel Cholesterin in der Zelle an, kann es passieren, dass
Kristalle gebildet werden. Anhand eines Mausmodells konnten Simons und
sein Team die verheerenden Folgen des kristallinen Cholesterins zeigen:
Es aktiviert in den Fresszellen ein sogenanntes Inflammasom, dass unter
anderem dafür sorgt, dass Entzündungsmediatoren freigesetzt und mehr
Immunzellen angelockt werden. „
Ganz ähnliche Probleme treten auch bei
Arteriosklerose auf, nur eben nicht im Gehirngewebe, sondern in den
Blutgefäßen“, sagt Simons.
Wie gut die Mikroglia und Makrophagen ihre Aufgabe erfüllten, hing nicht
zuletzt vom Alter der Versuchstiere ab: Je älter diese waren, desto
schlechter funktionierte der Abtransport von Cholesterin und desto
stärker waren die chronischen Entzündungen. „Wenn wir die Tiere mit
einem Medikament behandelten, das den Abtransport von Cholesterin
fördert, gingen die Entzündungen zurück und die Myelinscheiden wurden
regeneriert“, sagt Mikael Simons. Als nächstes möchten er und sein Team
untersuchen, ob dieser Mechanismus sich für Therapien von MS-Patienten
nutzen lässt, um die Regeneration zu fördern.
Neu entdeckte Zellen zeigen Reparatur an
Eine entscheidende Voraussetzung für die Entwicklung von Therapien zur
Förderung der Reparatur ist ein besseres Verständnis der Myelinbildung.
Eine weitere Studie unter der Leitung von Prof. Simons und Prof.
Christine Stadelmann vom Institut für Neuropathologie der Universität
Göttingen, die kürzlich in „Science Translational Medicine“ erschienen
ist, liefert dazu wichtige neue Erkenntnisse. Die Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler
entdeckten einen neuen Zelltyp, eine besondere Form
der sogenannten Oligodendrozyten.
Sie gehören zu den Gliazellen im
Gehirn, die für die Myelinisierung verantwortlich sind.
„Wir nehmen an, dass die von uns entdeckten
BCAS1-positiven
Oligodendrozyten eine Zwischenstufe in der Entwicklung dieser Zellen
darstellen.
Sie sind nur relativ kurze Zeit nachweisbar – nämlich dann,
wenn gerade Myelin gebildet wird“, sagt Mikael Simons.
In menschlichen
Gehirnen sind sie beispielsweise besonders stark in Neugeborenen
nachweisbar, wenn die Myelinisierung besonders ausgeprägt ist.
Bei
Erwachsenen verschwinden diese Zellen zum Großteil, können aber neu
gebildet werden, wenn die Myelinscheide beschädigt wird und neuaufgebaut
werden muss.
„Wir hoffen, dass die BCAS-1 positiven Zellen uns bei der Suche nach
neuen Medikamenten zur Regeneration von Myelin helfen können“, sagt
Prof. Simons. So könnte man jetzt gezielt nach Substanzen suchen, die
die Bildung dieser Zellen anregen. Darüber hinaus könnte man sie nutzen,
um noch genauer zu verstehen, wann im Laufe des Lebens eines Menschen
an welchen Stellen Myelinscheiden neu gebildet werden.
Die beiden Forschungsprojekte entstanden in enger Zusammenarbeit mit
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für
Experimentelle Medizin in Göttingen. Prof. Simons ist zudem Mitglied im
Exzellenzcluster SyNergy und am F
orschungszentrum für neurodegenerative
Erkrankungen (DZNE) angestellt.
Publikationen:
L. Cantuti-Castelvetri, D. Fitzner, M. Bosch-Queralt, M.-T. Weil, M. Su,
P. Sen, T. Ruhwedel, M. Mitkovski, G. Trendelenburg, D. Latjohan, W.
Moebius, M. Simons: Defective cholesterol clearance limits remyelination
in the aged central nervous system, Science (2018). DOI:
10.1126/science.aan4183
M. K. Fard, F. van der Meer, P. Sanchez, L. Cantuti-Castelvetri, S.
Mandad, S. Jaekel, E. F. Fornasiero, S. Schmitt, M. Ehrlich, L. Starost,
T. Kuhlmann, C. Sergiou, V.Schultz, C. Wrzos, W. Brueck, H. Urlaub, L.
Dimou, C. Stadelmann, M. Simons: BCAS1 expression defines a population
of early myelinating oligodendrocytes in multiple sclerosis lesions,
Science Translational Medicine (2017). DOI: 10.1126/scitranslmed.aam7816
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Prof. Dr. Mikael Simons
Technische Universität München
Lehrstuhl für Molekulare Neurobiologie
Tel: +49-(0)89 440046495
msimons@gwdg.de
Dr. Ulrich Marsch
Technische Universität München
Arcisstr. 21
80333 München
Deutschland
Bayern
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