Multiple Sklerose: Schäden der Nervenzellfortsätze sind umkehrbar

Bei der Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose (MS) kommt es zu Überreaktionen des Immunsystems. Infolgedessen werden gesunde Nervenzellen attackiert, was zu einer fortlaufenden Schädigung der Nervenzellfortsätze (im Fachjargon Axone) führt. 

Die Degeneration der Nervenzellfortsätze ist allerdings umkehrbar:

Neurowissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz haben jetzt herausgefunden, dass Interleukin-4 (IL-4), ein Botenstoff des Immunsystems, in der Lage ist, die Schädigung des Axons umzukehren. Die Forscher gehen davon aus, dass die neuronale IL-4 Behandlung möglicherweise eine neue therapeutische Strategie darstellt, um Neurodegeneration in der chronischen MS zu beheben.

Die Forschungsergebnisse wurden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Science Translational Medicine“ veröffentlicht.

MS ist eine Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS). In welchem Maße Betroffene von MS beeinträchtigt werden, hängt in hohem Maße davon ab, wie viele Axone im Krankheitsverlauf eine irreversible Schädigung davon tragen. Das wissen MS-Forscher bereits seit etwa 20 Jahren.

Konkret bewirken die entzündlichen Attacken im Gehirn von MS-Patienten krankhafte Schwellungen beziehungsweise Schädigungen der Axone, die jedoch reversibel sein können. Die Idee war somit, dass es körpereigene Faktoren geben muss, die Schädigungsprozesse in Schach halten oder gar reparieren.

Im Modellversuch konnten die Direktorin der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universitätsmedizin Mainz, Univ.-Prof. Dr. Frauke Zipp, und ihr Team jetzt zeigen, dass das Immunzytokin IL-4 direkt in den Nervenzellen einen schnellen Signalweg anstoßen und die Neurodegeneration aufhalten kann.

Ferner beobachteten sie, dass sich mit Hilfe von IL-4 sogar Wachstumsprozesse der Nervenfortsätze ankurbeln lassen. Die Effekte des IL-4 stellen sich unabhängig vom Immunsystem ein – so weitere Erkenntnisse der Forscher um Prof. Zipp.

„Gegenwärtig verfolgen die meisten Strategien zur Behandlung von MS zwei Kernziele: Entweder gilt es zu verhindern, dass körpereigene, autoaggressive Immunzellen in das zentrale Nervensystem (ZNS) eindringen. Oder es geht darum, Entzündungsprozesse im ZNS zu hemmen“, berichtet Prof. Zipp:

„Um eine neue therapeutische Strategie zu entwickeln, mit der sich die axonalen Schäden bekämpfen lassen, halten wir die neuronale IL-4-Behandlung für einen vielversprechenden Ansatz. Denn die Protektion oder gar Regeneration der Nervenbahnen könnten den chronischen Verlauf der MS erheblich verbessern.“

Nun wollen Prof. Zipp und Dr. Christina Vogelaar, die maßgeblich in das Forschungsprojekt eingebunden war, der Frage nachgehen, in welcher Form sich eine solche Therapie tatsächlich eignet, um bei MS-Patienten axonale Schäden zu beseitigen.

Neben Wissenschaftlern des Forschungszentrums Translationale Neurowissenschaften (FTN) der Johannes Gutenberg Universität Mainz (JGU) waren noch weitere Forscher an der aktuellen Forschungsarbeit beteiligt. Dazu zählen das Department of Pathology, Neuropatholgy am Albert Einstein College of Medicine in New York, das Center for Brain Immunology and Glia am Department of Neuroscience der University of Virginia und das Insitut für Translationale Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Münster.

Originalpublikation: Christina Vogelaar, Shibajee Mandal, Steffen Lerch, Katharina Birkner, Jerome Birkenstock, Ulrike Bühler, Andrea Schnatz, Cedric S. Raine, Stefan Bittner, Johannes Vogt, Jonathan Kipnis, Robert Nitsch, Frauke Zipp. DOI: 10.1126/scitranslmed.aao2304

Quelle: Pressemitteilung der Universitätsmedizin Mainz

 


Neuer Therapieansatz für Multiple Sklerose?

Protein EGFL7 begrenzt Einwanderung von Immunzellen ins Gehirn

Einen möglichen neuen Therapie-Ansatz bei der Behandlung von Patienten mit Multiple Sklerose haben Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz in Kooperation mit Forschern der Universität von Montreal entdeckt.

Im Modellversuch und durch Experimente an humanen Endothelzellen fanden sie heraus, dass das Protein EGFL7 die Einwanderung von Immunzellen in das Zentrale Nervensystem begrenzt, in dem es die Blut-Hirn-Schranke stabilisiert.

Nachzulesen sind diese Erkenntnisse in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“.

Die Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose (MS) ist eine der häufigsten mit Behinderung einhergehende Erkrankung junger Erwachsener in den Industrienationen. Bei dieser greift das eigene Immunsystem das zentrale Nervensystem (ZNS) an: Immunzellen (T-Zellen) wandern über die Blut-Hirn-Schranke – die physiologische Barriere zwischen Blutkreislauf und ZNS – ins Gehirn und schädigen dort die schützende Hülle (Myelinschicht) der Nervenfasern.

Dadurch kommt es zu einem Abbau bzw. Funktionsverlust von Nervenzellen und in der Folge zu neurologischen, mit Behinderung einhergehenden Symptomen.

Diesen krankheitsauslösenden Mechanismus durch neue Therapien zu unterbinden, ist Ziel der MS-Forschung. Die Anwendung des Proteins EGFL7 in den Fokus ihrer Forschungsarbeiten gestellt, haben Wissenschaftler um Dr. Timo Uphaus und Prof. Dr. Frauke Zipp von der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universitätsmedizin Mainz zusammen mit Dr. Catherine Larochelle (Universität Montreal) sowie mit Prof. Mirko Schmidt und Forscherkollegen vom Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK).

Damit haben sie sich für einen neuen, pathophysiologischen Forschungsansatz entschieden, denn üblicherweise spielt EGFL7 in der MS-Forschung keine Rolle. Aus der Tumorforschung beispielsweise zu Mammakarzinomen ist jedoch bekannt, dass EGFL7 einen Einfluss auf die Einwanderung von Immunzellen in das Tumorgewebe hat.

Da auch bei der MS die Einwanderung von Immunzellen in das Gehirn ein wesentlicher Einflussfaktor ist, wählten die Forscher dieses Protein und seine Wirkungen auf die Autoimmunerkrankung MS als Forschungsgegenstand. Mit Erfolg! Denn mit diesem Forschungsansatz ist es ihnen gelungen, einen möglichen neuen MS-Therapieansatz aufzeigen.

Basis dessen könnten folgende neu gewonnene Erkenntnisse sein: Ist das Nervengewebe des ZNS entzündet, herrschen im Gehirn inflammatorische Bedingungen. Erfolgt unter diesen eine vermehrte Ausschüttung von EGFL7, dann führt das dazu, dass Immunzellen an EGFL7 binden, somit festgehalten werden und eine weitere Einwanderung ins ZNS verhindert wird.

Wie die Wissenschaftler im Rahmen ihrer Forschungen herausfanden, ist EGFL7 im Gefäßsystem von MS-Patienten hochreguliert, also zahlreich vorhanden. EGFL7 wird von Endothelzellen der Blut-Hirn-Schranke abgegeben. Es bewirkt, dass die Immunzellen im perivaskulären Raum festgehalten werden.

Im nächsten Schritt beobachten die Wissenschaftler im Modellversuch, dass durch die Anwendung von EGFL7 die Blut-Hirn-Schranke weniger durchlässig wurde. EGFL7 minderte also das verstärkte Eindringen von Immunzellen in das ZNS und wirkte somit dem krankheitsauslösenden Mechanismus entgegen. Durch die stabilere Blut-Hirn-Schranke sank die Immunzellinfiltration in das ZNS, wodurch sich wiederum der gesamte klinische Verlauf verbesserte.

Im Rahmen ihrer Forschungen ist es den Wissenschaftlern zudem gelungen, diese experimentellen Ergebnisse in einem humanen Blut-Hirn-Schranken-Modell zu bestätigen: Ihre Untersuchungen zeigten auch in isolierten menschlichen Endothelzellen eine verminderte Migration von Immunzellen.

Wie die Wissenschaftler weiterhin feststellten, ist es prinzipiell möglich, die positiven Einflüsse von EGFL7 auf die Einwanderung von Immunzellen in das ZNS und die Stabilität der Blut-Hirn-Schranke für die Therapie von Multiple Sklerose nutzbar zu machen.

Quelle: Pressemitteilung der Universität Mainz