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Forschungsziel: Schäden an Nervenfasern verhindern und heilen

Forschungsziel Schäden an Nervenfasern verhindern und heilen
DÜSSELDORF/MAINZ (Biermann) – Bei der Multiplen Sklerose (MS) kommt es zu Entzündungsprozessen im zentralen Nervensystem (ZNS), bei denen die Isolierschicht um die Ausläufer von Nervenzellen zunehmend beschädigt wird.

Dadurch verlieren die Nervenzellen ihre Funktion, was langfristig zu anhaltender Behinderung führen kann. Forscher aus Mainz und Düsseldorf haben untersucht, wie es zu den Angriffen auf die Myelinschicht kommt und wie man möglicherweise Reparaturprozesse initiieren kann.


Endogenes Retrovirus im Verdacht

Immunzellen des Gehirns und aus dem Blut stehen seit Längerem im Verdacht, bei der MS für die schädlichen Angriffe auf die schützende Myelinschicht von Nervenzellen des ZNSZentralnervensystem verantwortlich zu sein. Weitgehend unklar war bislang, was die Immunzellen dazu bringt, statt Krankheitserregern körpereigenes Gewebe anzugreifen. Auf der Suche nach Antworten auf diese Frage hat nun ein Düsseldorfer Forscherteam zusammen mit Kollegen aus den USA und Kanada einen neuartigen Schädigungsmechanismus identifiziert, der möglicherweise für Patienten mit fortschreitender (progressiver) MS von Bedeutung ist.1

So stellten Prof. Patrick Küry von der Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum Düsseldorf und Kollegen fest, dass das Hüllprotein eines pathogenen humanen endogenen Retrovirus die Immunzellen des ZNS (Mikroglia) dazu bringt, myelinisierte AxonAxone sind Fortsätze von Nervenzellen. Sie stellen die Verbindung zwischen den Nervenzellen und den ihnen nachgeschalteten Erfolgszellen, z.B. Muskelzellen, her und dienen der Kommunikation im Nervensystem. Axone werden von Hüllzellen umgeben. Diese bilden MyelinAls Myelin bezeichnet man die Hüll- und Isoliersubstanz der Nervenfasern, die aus Lipiden und ProteineEiweiße besteht. Sie umgibt Nervenzellkörper und Axone und fördert die schnellere Weiterleitung einer Information. Im Zentralen Nervensystem wird es von OligodendrozytenGliazellen im ZNS, die Myelin im zentralen Nervensystem bilden., im peripheren Nervensystem von den Schwann-Zellen gebildet. und überziehen die Axone mit einer weißlichen MyelinscheideNervenfaserhülle, die das Axon umgibt und aus Myelin gebildet wird. (Markscheide). Die Myelinscheide schützt die Axone und beschleunigt die Leitung der Nervenimpulse. anzugreifen und zu schädigen. Humane endogene Retroviren sind Viren, die es bereits vor sehr langer Zeit geschafft haben, ihr Erbgut in das Erbgut des Menschen zu integrieren. Sie kommen in großer Zahl im menschlichen Erbgut vor.

Parallel zu dieser Entdeckung ist es den Forschern aber auch gelungen, einen AntikörperAntikörper werden von so genannten B-Lymphozyten gebildet. Sie bilden mit einem Antigen, für das sie spezifisch sind, einen so genannten Antigen-Antikörper-Komplex. Durch diese Komplexierung werden verschiedene Abwehrmechanismen aktiviert. zu entwickeln, der das schädigende Hüllprotein neutralisieren kann. In zwei klinischen Studien wurde der Antikörper bereits erfolgreich getestet. MRT-Aufnahmen der behandelten Studienteilnehmer zeigten eine verminderte Schädigung des Nervengewebes. In weiteren Studien wollen die Wissenschaftler nun untersuchen, ob die Behandlung mit dem Antikörper auch die klinischen Symptome der MS, die als Folge der Nervenschäden auftreten, verbessern kann.


Vom peripheren Nervensystem lernen

Im peripheren Nervensystem können sich geschädigte Nervenzellen regenerieren, beispielsweise nach einem Unterarmbruch. Im ZNS gelingt dies nicht. Wissenschaftler der Universität Mainz haben nun untersucht, wie es zu diesem Unterschied kommt.2

Für den Reparaturprozess von geschädigten Nervenzellen sind Myelin bildende Zellen von zentraler Bedeutung. Allerdings wird die Myelinschicht im peripheren Nervensystem von anderen Zellen (Schwann-Zellen) gebildet als im ZNS (Oligodendrozyten). Und beide Zelltypen reagieren völlig unterschiedlich auf eine Verletzung der Axone.

So bilden die Schwann-Zellen des peripheren Nervensystems nach einer Verletzung von Nervenzellen sogenannte Aktin-Sphären und lösen so den Abbau des abgetrennten Axonendes aus. „Dieser gezielte Abbau von Zellresten bildet eine grundlegende Voraussetzung, damit der gesunde Teil des Axons, der am Zellkörper verblieben ist, nachwachsen und seine volle Funktionalität zurückgewinnen kann“, erklärte Prof. Claire Jacob von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und der schweizerischen Université de Fribourg.

Anders im ZNS: Dort sterben die Myelin bildenden Oligodendrozyten nach einer Verletzung ab oder zeigen überhaupt keine Reaktion. Ein ursächlicher Grund dafür ist, dass sie einen bestimmten Rezeptor nicht ausbilden können. Ermöglichten die Forscher den Oligodendrozyten allerdings, diesen zu bilden, erzeugten sie – ähnlich wie Schwann-Zellen des peripheren Nervensystems – ebenfalls Aktinstrukturen und die Axonreste wurden abgebaut.

In einem weiteren Schritt erforscht die Gruppe nun, wie im ZNS das Myelin verletzter Axone beseitigt wird. „Wir haben einen Weg entdeckt, wie der Myelinabbau im peripheren Nervensystem schneller abläuft. Jetzt klären wir, ob dieser Weg eine DemyelinisierungUnter Demyelinisierung versteht man die Schädigung sowie den Verlust von Myelin (= Substanz, die Axone und Nervenzellkörper schützt und isoliert). im zentralen Nervensystem auslösen kann“, umreißt Jacob eine aktuelle Fragestellung ihrer Forschung.

Quellen:
1. Proc Natl Acad Sci USA, 18. Juni 2019; doi: 10.1073/pnas.1901283116
2. Cell reports 2019;Volume 27, Issue 11, 11 June 2019, Pages 3152-3166.e7



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