Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche neurologische Erkrankung, die das zentrale Nervensystem (ZNS) betrifft. Weltweit sind etwa 2,9 Millionen Menschen betroffen, davon allein in Deutschland etwa 240.000. Ein Hauptmerkmal der MS ist der Abbau von Myelin, einer isolierenden Schutzschicht, die die Nervenfasern (Axone) umgibt. Dieser Abbau wird durch Autoimmunprozesse ausgelöst, bei denen das Immunsystem fälschlicherweise körpereigene Strukturen angreift. Lange Zeit wurde angenommen, dass Oligodendrozyten, die Zellen, die Myelin bilden, lediglich Ziel des Angriffs durch Immunzellen sind. Neuere Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Oligodendrozyten eine komplexere Rolle im Krankheitsverlauf spielen könnten.
Myelin und Oligodendrozyten: Schlüsselakteure im ZNS
Oligodendrozyten sind spezialisierte Gliazellen, die im zentralen Nervensystem vorkommen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Myelin zu produzieren. Myelin umhüllt die Axone der Nervenzellen und ermöglicht eine schnelle und effiziente Weiterleitung elektrischer Impulse. Man kann es sich wie die Isolierung eines elektrischen Kabels vorstellen. Ohne Myelin würde die Nervenleitung deutlich verlangsamt, was zu neurologischen Ausfällen führen kann.
Bei der MS wird das Myelin durch das Immunsystem angegriffen und zerstört. Dieser Prozess wird als Demyelinisierung bezeichnet. Die betroffenen Axone sind dann anfälliger für Schäden und können ihre Funktion nicht mehr richtig erfüllen. Dies führt zu den vielfältigen Symptomen der MS, die je nach betroffenem Bereich im Gehirn oder Rückenmark variieren können.
Neue Perspektiven: Myelin als Bedrohung?
Aktuelle Forschungsergebnisse eines Teams der Universität Leipzig und des Max-Planck-Instituts für multidisziplinäre Naturwissenschaften in Göttingen stellen das bisherige Verständnis der MS in Frage. Die Forschergruppen konnten zeigen, dass das Myelin, das bisher als schützend angesehen wurde, das Überleben der Axone sogar gefährden kann.
Diese überraschende Erkenntnis beruht auf der Tatsache, dass Oligodendrozyten nicht nur für die Bildung des Myelins zuständig sind, sondern auch wichtige Unterstützungsfunktionen für den Energiestoffwechsel der Axone übernehmen. Insbesondere myelinisierte Axone sind stark von dieser metabolischen Unterstützung abhängig, da sie kaum eigenen Zugang zu Nährstoffen haben. Wenn Oligodendrozyten jedoch einer akuten entzündlichen Umgebung ausgesetzt sind, könnten sie ihre unterstützende Funktion für die Nervenfasern verlieren. In diesem Fall kann das Myelin zu einer Bedrohung für das Überleben der Nervenfasern werden.
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Die Forscher konnten in Gewebeproben von MS-Patienten mit Elektronenmikroskopie nachweisen, dass irreversible Schädigungen fast immer in den noch mit Myelin ummantelten Axonen auftreten. Umgekehrt zeigten Experimente mit genetisch veränderten Mausmodellen, dass "nackte" Axone in einer akuten entzündlichen Region des zentralen Nervensystems besser vor der Degeneration geschützt sind.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass es therapeutisch möglicherweise besser sein könnte, den schnellen Abbau von geschädigtem Myelin zu fördern und die Neubildung von funktionsfähigem Myelin zu unterstützen, anstatt das geschädigte Myelin zu erhalten.
Die Rolle der Oligodendrozyten-Vorläuferzellen
Oligodendrozyten können sich, abhängig von der Region, in der sie sich befinden, ein Leben lang im Gehirn aus Vorläuferzellen entwickeln. Ein Forscherteam um Dr. Leda Dimou hat die Vorläuferzellen der Oligodendrozyten genauer untersucht, um herauszufinden, worin die Unterschiede in deren Entwicklungspotenzial liegen.
Abhängig von der Region im Gehirn, in der sich die Vorläuferzellen befinden, entwickeln sich aus ihnen mehr oder weniger Oligodendrozyten, die Myelin produzieren können. Im Mausmodell konnten die Wissenschaftler durch Transplantation der Vorläuferzellen verfolgen, wie sich diese unabhängig von ihrer ursprünglichen Umgebung entwickeln. Die Arbeit zeigt, dass diese Unterschiede im Wesentlichen in der Zelle selbst liegen. Vorläuferzellen aus der weißen Substanz entwickeln sich in beiden Gehirnregionen zu myelin-produzierenden Oligodendrozyten.
In einem nächsten Schritt wollen Leda Dimou und ihre Arbeitsgruppe nun untersuchen, welche Faktoren die Effektivität der Vorläuferzellen bestimmen. Das Ziel ist herauszufinden, wie man die Zellen im Gehirn dazu bringt, dass sie sich immer zu Oligodendrozyten entwickeln können, um so Myelin produzieren zu können.
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Oligodendrozyten als Ziel für neue Therapien
Die Erkenntnisse über die komplexe Rolle der Oligodendrozyten bei der MS eröffnen neue Perspektiven für die Entwicklung von Therapien. Anstatt sich ausschließlich auf die Unterdrückung des Immunsystems zu konzentrieren, könnten zukünftige Behandlungen darauf abzielen, die Funktion der Oligodendrozyten zu verbessern und die Remyelinisierung zu fördern.
Ein vielversprechender Ansatz ist die Entwicklung von Medikamenten, die die Differenzierung von Oligodendrozyten-Vorläuferzellen zu reifen, myelinproduzierenden Oligodendrozyten fördern. Ein internationales Projekt zwischen Stammzellforschern der Heinrich-Heine-Universität und des Istituto Ortopedico Rizzoli in Bologna untersucht beispielsweise, wie mesenchymale Stammzellen die Bildung von Oligodendrozyten anregen können.
Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Beeinflussung der extrazellulären Matrix, also des Gerüsts, in das die Zellen eingebettet sind. Die extrazellulären Matrixproteine Tenascin C und Tenascin R hemmen beispielsweise die Regeneration der Myelinscheiden. Die Hemmung dieser Proteine könnte die Remyelinisierung fördern.
Die Rolle von T-Zellen und Listerien
Forscher der Universität Würzburg haben einen weiteren interessanten Aspekt entdeckt: In einem Mausmodell mit Listerien zeigten sie, dass das Gehirn - um größeren Schaden zu vermeiden - das kleinere Übel in Kauf nimmt, also die Myelinscheiden opfert.
Die Forschergruppe infizierte Labormäuse mit Listerien, einer Bakterienart, die ein Protein mit den Oligodendrozyten gemeinsam hat und somit mit ihnen verwechselt werden kann. Dabei zeigte sich, dass eine Listrieninfektion ausschließlich im Gehirn zum Angriff auf die Oligodendrozyten und damit auf die Myelinscheide führte. Plaques, wie man sie bei Patienten mit MS kennt, waren die Folge. Das bedeutet, dass das Gehirn in dieser Situation lieber ein paar infizierte Zellen opfert, als dass sich der Erreger ausbreitet.
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Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die komplexen Mechanismen der MS besser zu verstehen und neue Therapieansätze zu entwickeln.
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