Wie T-Zellen zwischen Nervenwasser und Hirngewebe wandern

Mit Hilfe der Echtzeitmikroskopie ist es einem Forscherteam unter Leitung von Wissenschaftlern des Instituts für Neuroimmunologie und des Instituts für Multiple Sklerose Forschung der Universitätsmedizin Göttingen gelungen, die Bewegung von Immunzellen im Nervenwasser zu filmen. Dabei entdeckten sie, dass die Zellen rege zwischen Nervenwasser und Gehirngewebe pendeln. Als Schaltstelle für diesen Verkehr wirken die weichen Hirnhäute, die das Gehirngewebe umgeben. Fresszellen in den Hirnhäuten ermöglichen den Immunzellen den Eintritt in das Nervengewebe und geben die Richtung der Zellwanderung vor.

T-Zellen kriechen aus den Hirnhäuten ins Nervensystem

Es wird vermutet, dass sich bei Multipler Sklerose (MS) falsch programmierte Immunzellen, sogenannte autoaggressive T-Zellen, gegen das eigene Gehirngewebe richten und dadurch eine Entzündungsreaktion im ZNS verursachen. Eine erhöhte Zahl von Immunzellen im Nervenwasser gilt daher auch als diagnostisches Indiz für MS. Wie jedoch die T-Zellen in den Liquor gelangen, welche Funktion sie dort haben, und wie sie mit dem Nervengewebe kommunizieren, war bislang nicht geklärt. Den Forschern ist es nun gelungen, einen Teil dieser Mechanismen zu entschlüsseln.

Die Göttinger Wissenschaftler fanden heraus, dass die Hirnhaut, die direkt auf der Oberfläche des Nervengewebes liegt, eine entscheidende Schaltstelle für die Wanderung von T-Zellen ist, denn die Imunzellen verlassen die Blutbahn aus Gefäßen der Hirnhaut und kriechen daraufhin in das umliegende Gewebe des Zentralen Nervensystems. Allerdings benötigen sie dafür ein bestimmtes Aktivierungssignal. Bei ihren weiteren Forschungen fanden die Wissenschaftler im Hirnhautgewebe spezialisierte Fresszellen, die den T-Zellen Signale für die Aktivierung und die Anheftung liefern können.

Die T-Zellen suchen die Fresszellen quasi systematisch nach diesen Signalen ab. Bleiben die Signale aus, können die T-Zellen in den Liquor abgeschwemmt werden. Bekommen sie dagegen die nötigen Aktivierungs- oder Klebesignale, haften sie an der Oberfläche fest und können in das Nervengewebe eindringen, wo sie den zerstörerischen Entzündungsprozess starten.

Aktivierungssignal lässt Immunzellen ins Hirngewebe einwandern

„Offensichtlich entscheidet sich also in der Hirnhaut, ob die T-Zellen in das angrenzende Nervengewebe eindringen können oder in den Liquor abgeschwemmt werden“, so Dr. Henrike Körner, eine der Studienautorinnen. Die Wissenschaftler konnten zudem zeigen, dass die T-Zellen im Liquor vollständig funktionstüchtig bleiben, ihre krankmachende Wirkung also nicht verlieren. Wenn sie dann in den Liquor abgeschwemmt werden, können sie dennoch weiterhin zwischen dem Nervenwasser und dem angrenzenden Hirnhautgewebe hin- und herpendeln.

Stabil kleben bleiben die Zellen vor allem, wenn sie auf Fresszellen treffen, die besonders hohe Mengen an „Klebematerial“ produzieren. Dies ist beispielsweise bei einer Entzündung des Hirngewebes der Fall oder, wenn Fresszellen Aktivierungssignale für T-Zellen liefern. Der Liquor stellt somit für T-Zellen eine Art Abstellkammer dar, der dafür sorgt, dass potenziell gefährliche Eindringlinge vom empfindlichen Nervengewebe ferngehalten werden. Gleichzeitig können sich die zirkulierenden T-Zellen bei Bedarf jederzeit wieder an die Hirnhaut anheften und in das Zentrale Nervensystem eindringen.

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