Erster Beweis dafür, dass die nativen dendritischen Zellen des Gehirns eine Immunantwort aufbringen können

Erster Beweis dafür, dass die nativen dendritischen Zellen des Gehirns eine Immunantwort aufbringen können
Erster Beweis dafür, dass die nativen dendritischen Zellen des Gehirns eine Immunantwort aufbringen können
Anonim

Das menschliche Gehirn ist ein empfindliches Organ, das robust verteidigt wird. Ein dicker Schädel schützt es vor direkter Exposition gegenüber der Außenwelt, und die Blut-Hirn-Schranke hält alle im Inneren zirkulierenden Fremdstoffe fern. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass das Gehirn möglicherweise auch über eine eigene spezialisierte Immunabwehr verfügt.

Im Jahr 2008 identifizierten Forscher der Rockefeller University erstmals eine Population dendritischer Zellen, die Wächter des Immunsystems, die im Gehirn heimisch war.Jetzt haben sie gezeigt, dass diese Zellen wahrscheinlich nicht während der Arbeit schlafen. In kürzlich in Proceedings of the National Academy of Sciences und Brain Behavior and Immunity veröffentlichten Experimenten zeigen die Forscher, dass diese dendritischen Gehirnzellen die Soldaten-T-Zellen des Immunsystems aufbringen können, wenn sie mit bestimmten Bedrohungen konfrontiert werden. Sie zeigen auch, dass sich dendritische Gehirnzellen im Gegensatz zu dendritischen Zellen aus anderen Teilen des Körpers an der Peripherie von schlaganfallgeschädigtem Gehirngewebe anordnen, vielleicht als Barrikade, die die gesunden Zellen außerhalb schützt.

"Wir wussten, dass sie da waren, und jetzt wissen wir, dass sie immunologisch funktionsfähig sind", sagt Karen Bulloch, Direktorin des Neuroimmunologie- und Entzündungsprogramms von Rockefeller, das vom Peter Deane Trust nach der ersten Entdeckung dendritischer Gehirnzellen finanziert wurde. Bulloch ist ein wissenschaftlicher außerordentlicher Professor, der mit Bruce S. McEwens Harold and Margaret Milliken Hatch Laboratory of Neuroendocrinology und dem Laboratory of Cellular Physiology and Immunology unter der Leitung von Ralph M.Steinman, der 1973 dendritische Zellen entdeckte.

Dendritische Zellen fangen fremde Substanzen, sogenannte Antigene, ein und verarbeiten sie, bevor sie sie den T-Zellen präsentieren, die sich vermehren und die Eindringlinge angreifen. Um ihre Aktivität im Gehirn zu testen, injizierten die Forscher unter der Leitung von Rockefeller-Absolvent Andres Gottfried-Blackmore, jetzt Student am Weill Cornell Medical College, einem Mausgehirn Interferon-γ, ein Immunantwortmolekül, das während spezifischer Entzündungsreaktionen produziert wird. Sie fanden heraus, dass das Interferon die Anzahl der dendritischen Gehirnzellen erhöhte, ohne dendritische Zellen von anderen Stellen im Immunsystem zu rekrutieren. Anschließend setzten sie die dendritischen Zellen einem Modellantigen namens OVA aus, was eine Proliferation von OVA-spezifischen T-Zellen auslöste. Die dendritischen Gehirnzellen erwiesen sich im selben Test auch als weitaus wirksamer bei der Stimulierung der T-Zell-Proliferation als ähnliche immunbezogene Zellen namens Mikroglia, die sich in großer Zahl im Gehirn befinden. Der Unterschied deutet auf eine spezialisierte Rolle für dendritische Zellen im Gehirn hin.

In anderen Experimenten unter der Leitung von Postdoktorandin Jennifer Felger und in Zusammenarbeit mit dem Labor von Costatino Iadecola in Weill Cornell untersuchten die Forscher die Reaktion von mit einem fluoreszierenden Protein markierten dendritischen Gehirnzellen nach der Auslösung von Schlaganfällen bei Mäusen. Im Gegensatz zu dendritischen Zellen von anderen Stellen im Körper, die in das durch Schlaganfall geschädigte Gewebe gezogen wurden, schlossen sich dendritische Gehirnzellen um den Umfang des Schadens und bildeten eine Barriere zwischen betroffenem und gesundem Gewebe.

Dendritische Gehirnzellen bleiben weitgehend mysteriös, aber ihre immunbezogene Aktivität deutet darauf hin, dass sie eine wichtige Rolle beim Schutz des Gehirns spielen. Die Forscher interessieren sich auch dafür, was sie tun, wenn sie nicht gegen Bedrohungen wie Schlaganfälle oder Infektionen kämpfen. "Es ist ebenso wichtig zu verstehen, was sie tun, wenn sie das Gehirn nicht verteidigen", sagt Bulloch.

Proceedings of the National Academy of Sciences 106, 20918-20923 (8. Dezember 2009) Akute In-vivo-Exposition gegenüber Interferon-γ ermöglicht residenten dendritischen Zellen im Gehirn, effektive antigenpräsentierende Zellen zu werden Andres Gottfried-Blackmore, Ulrike W.Kaunzner, Juliana Idoyaga, Judit C. Felger, Bruce S. McEwen und Karen Bulloch Gehirn, Verh alten und Immunität online: 13. November 2009 Dendritische Gehirnzellen bei ischämischem Schlaganfall: Zeitverlauf, Aktivierungszustand und Ursprung Jennifer C. Felger, Takato Abe, Ulrike W. Kaunzner, Andres Gottfried-Blackmore, Judit Gal-Toth, Bruce S. McEwen, Costantino Iadecola und Karen Bulloch

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