Biologen in Harvard haben ungewöhnliche Kanäle entdeckt, die das Knochenmark in der Dicke des Schädels mit dem Gehirngewebe verbinden, was möglicherweise erklärt, wie Immunzellen während einer Entzündung in das Gehirn gelangen. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Neuroscience vorgestellt.
„Wir planen zu untersuchen, wie diese Kanäle die Entwicklung von Alzheimer, Schlaganfällen, Bluthochdruck und anderen mit Entzündungsprozessen verbundenen Krankheiten beeinflussen. Darüber hinaus können sie verwendet werden, um Medikamente direkt an das Gehirn abzugeben “, erklärt Mathias Nahrendorf von der Harvard University (USA).
Uneinnehmbare Festung
Unser Gehirn ist durch die sogenannte Blut-Hirn-Schranke (BBB) vom Rest des Körpers isoliert - eine dichte Schicht spezieller Astrozytenzellen, die alle Blutgefäße des Gehirns umgeben und nichts außer Sauerstoff und Nährstoffen in sich aufnehmen.
Wie die Wissenschaftler erklären, handelt es sich bei dieser Barriere nicht um eine monolithische Wand, sondern um eine Reihe eigenartiger „Ziegel“-Zellen, zwischen denen sich kleine Kanäle befinden, die sogenannten engen Kontakte. Kürzlich haben Biologen entdeckt, dass sich diese Kontakte unter bestimmten Bedingungen ausdehnen und dem Gehirn helfen können, sich von Ablagerungen zu befreien.
Narendorf und seine Kollegen entdeckten versehentlich eine weitere mögliche "Hintertür" für Infektionen oder Immunzellen, die in das menschliche Gehirn gelangen, und untersuchten, wie das Immunsystem von Mäusen auf verschiedene Formen von Schlaganfällen reagierte, die durch Operationen oder Chemie verursacht wurden.
Sein Team war, wie der Biologe feststellt, daran interessiert, woher die kleinen Körper kommen, die als erste auf Gefäßschäden und Gehirnblutungen reagierten. Um diese Frage zu beantworten, injizierten sie in verschiedene Teile des Knochenmarks, wo Neutrophile gebildet werden, Immunzellen mit "schneller Reaktion", eine spezielle Farbe, die sie in verschiedenen Farben leuchten ließ, und verfolgten ihre Wanderungen.
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Sehr zu Narendorfs Überraschung waren es nicht die Immunkörper, die sich in der Tibia, der Hauptfabrik solcher Zellen, bildeten, sondern ihre "Cousins", die in den Schädelknochen entstanden und zuerst in die beschädigten Gefäße des Gehirns von Mäusen eindrangen.
"Serviceeingang" des Gehirns
So etwas wurde früher als unmöglich angesehen, da Biologen glaubten, dass Zellen, die im Schädel entstehen, keine Möglichkeit haben, durch die BHS zu sickern und ins Gehirn zu gelangen. Um zu verstehen, wie dies geschah, untersuchten die Autoren des Artikels detailliert die Struktur der Grenze zwischen dem Schädel und seinen Innenseiten.
„Wir haben die Knochen des Schädels aus allen möglichen Blickwinkeln betrachtet und versucht zu verstehen, wie Neutrophile in das Gehirn gelangen können. Überraschenderweise haben wir viele mikroskopisch kleine Kanäle gefunden, die das Knochenmark direkt mit dem Gehirn verbinden “, fährt Narendorf fort.
Weitere Beobachtungen dieser Kanäle zeigten, dass sich Zellen nur dann durch sie bewegen, wenn eine Infektion im Gehirn auftritt oder seine Gefäße während eines Schlaganfalls beschädigt werden. In anderen Fällen gelangen Neutrophile nicht in das Gehirn, sondern in die Gefäße, die die Schädelknochen versorgen, und breiten sich im Rest des Körpers aus.
Ähnliche Strukturen, die ungefähr fünfmal größer sind, sind auch im menschlichen Schädel vorhanden. Sie können, wie Wissenschaftler vermuten, nicht nur Neutrophile passieren, sondern auch andere Zelltypen, die noch entdeckt und untersucht werden müssen.
Harvard-Biologen hoffen, dass ihre Beobachtung uns helfen wird zu verstehen, wie verschiedene Entzündungen im Gehirn auftreten und wie sie mit neurodegenerativen und Autoimmunerkrankungen assoziiert sein können.
