Wie Virusinfektionen im Kindesalter später zu Multipler Sklerose führen können
Virusinfektionen im Kindesalter, die das Gehirn erreichen, können es für die Entwicklung von Autoimmunerkrankungen wie Multipler Sklerose im späteren Leben vorbereiten - dies scheint eine kürzlich von Wissenschaftlern an Mäusen durchgeführte Studie nahezulegen.
Jüngste Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass Multiple Sklerose (MS) die weltweit häufigste neurologische Autoimmunerkrankung bei jungen Erwachsenen ist. Allein im Jahr 2016 traten 2.221.188 Fälle von MS auf.
Dieser Zustand kann neben Müdigkeit und anderen Symptomen auch Probleme mit Bewegung, Gleichgewicht, Koordination und sogar Sehkraft verursachen.
Trotz der Tatsache, dass MS schwächend sein kann und eine so große Anzahl von Menschen weltweit betrifft, sind sich die Wissenschaftler immer noch nicht sicher, was sie verursacht.
Jetzt schlagen ein Forscherteam der Universität Genf (UNIGE) und der Universitätskliniken Genf in der Schweiz eine neue Theorie vor, wonach Virusinfektionen im Kindesalter das Gehirn erreichen und die Entwicklung einer Autoimmunerkrankung später im Leben wahrscheinlicher machen könnten.
Die Forscher unterstützen diese Theorie durch Beweise aus einer Studie über Mausmodelle von MS und berichten über ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Wissenschaftliche translationale Medizin.
"Wir haben uns gefragt, ob Hirnvirusinfektionen, die in der frühen Kindheit auftreten könnten, zu den möglichen Ursachen gehören", erklärt Studienmitautor Doron Merkler, Associate Professor an der Abteilung für Pathologie und Immunologie der medizinischen Fakultät des UNIGE.
"Aber diese vorübergehenden Infektionen können unter bestimmten Umständen einen lokalen Fußabdruck, eine entzündliche Signatur, im Gehirn hinterlassen", fügt er hinzu und weist darauf hin, dass diese "Markierung" ein Faktor bei MS sein könnte.
Hirnläsionen nach einer Virusinfektion
In der aktuellen Studie induzierten Merkler und sein Team zunächst eine vorübergehende Virusinfektion (einen abgeschwächten Stamm des lymphozytischen Choriomenigitis-Virus) bei zwei Gruppen von Mäusen - einer von erwachsenen Nagetieren und einer von sehr jungen.
"In beiden Fällen zeigten die Mäuse keine Anzeichen der Krankheit und beseitigten die Infektion innerhalb einer Woche mit einer ähnlichen antiviralen Immunantwort", bemerkt die Co-Autorin der Studie, Karin Steinbach, Ph.D.
Für den zweiten Schritt der Forschung ließen die Forscher alle Mäuse altern. Dann übertrugen sie selbstreaktive Zellen auf die Mäuse. Diese Art von Zelle, so erklären die Forscher, kann die Gehirnstruktur beeinflussen, und einige Wissenschaftler glauben auch, dass sie zur MS beitragen.
"Diese selbstreaktiven Zellen sind in den meisten von uns vorhanden, lösen jedoch nicht unbedingt eine Krankheit aus, da sie durch unterschiedliche Regulationsmechanismen gesteuert werden und normalerweise keinen Zugang zum Gehirn haben", erklärt Steinbach.
Dies traf sicherlich auf die Mäuse zu, die im Erwachsenenalter eine Virusinfektion hatten. Bei diesen Nagetieren erreichten die übertragenen selbstreaktiven Zellen das Gehirn nicht.
Die Mäuse, die zu Beginn ihres Lebens eine Virusinfektion hatten, entwickelten jedoch Hirnläsionen - in ihrem Fall gelang es den selbstreaktiven Zellen, das Gehirn zu infiltrieren und es zu beeinflussen. Darüber hinaus gingen sie beim Eintritt in das Gehirn direkt in den Bereich, in dem die Virusinfektion aufgetreten war.
Als sie das Gehirn der Mäuse untersuchten, bei denen die Virusinfektion als Welpen aufgetreten war, stellten die Forscher fest, dass sich im Kortex eine abnormale Anzahl von T-Zellen im Gehirn angesammelt hatte, bei denen es sich um eine bestimmte Art von Immunzellen handelt.
„Unter normalen Umständen sind diese Zellen im gesamten Gehirn verteilt und können es im Falle eines Virusangriffs schützen. Aber hier sammeln sich die Zellen genau an der Stelle der kindlichen Infektion im Gehirn im Überschuss an “, bemerkt Merkler.
Bei den Mäusen produzierten hirnresidente Gedächtnis-T-Zellen ein Molekül, das selbstreaktive Zellen anzog, was ihnen half, Zugang zum Gehirn zu erhalten, was zu Läsionen führte.
"Fortsetzung der Forschung in diese Richtung"
„Um diese Beobachtung zu verifizieren, haben wir den Rezeptor blockiert, der das Signal an die selbstreaktiven Zellen überträgt“, erklärt Merkler. Dieses Experiment habe sich als erfolgreich erwiesen: "In der Tat wurden die Mäuse dann vor der Entwicklung von Hirnläsionen geschützt!"
Aber die Forscher haben hier nicht aufgehört. Stattdessen wandten sie sich an Menschen mit MS, um zu prüfen, ob die Möglichkeit besteht, dass ihre Beobachtungen bei Mäusen auch auf Menschen übertragen werden können.
„Wir haben […] nach einer ähnlichen Ansammlung von T-Zellen im Gehirn gesucht, die dieses Molekül bei Menschen mit Multipler Sklerose produzieren, und das haben wir auch getan“, bemerkt Steinbach.
Da sich diese Untersuchung als so fruchtbar erwiesen hat, wollen die Wissenschaftler auch in Zukunft die Rolle von T-Zellen im Gehirn untersuchen, die bei der Entwicklung von Autoimmunerkrankungen, die das Gehirn betreffen, eine Rolle spielen.
„Wir setzen unsere Forschung in diese Richtung fort. Wir möchten insbesondere verstehen, warum sich Gehirn-residente Gedächtnis-T-Zellen an diesen diskreten Stellen im Gehirn eines Kindes nach einer Infektion ansammeln, jedoch nicht im Erwachsenenalter. "
Karin Steinbach, Ph.D.
