Multiple Sklerose – Cholesterin-Kristalle stören Reparatur im Zentralnervensystem
Dies & DasNewsWissenswertes 25. Mai 2018 Lydia Dr. Polwin-Plass
Der Fettstoffwechsel steuert die Regeneration im zentralen Nervensystem. Bei der chronisch-entzündlichen Erkrankung des Zentralnervensystems Multiple Sklerose (MS) bauen Immunzellen fettreiche Myelinscheiden der Nervenfasern ab. Der Wiederaufbau intakter Myelinscheiden ist nötig. Aber die Fähigkeit zur Regeneration nimmt mit dem Alter ab. Ein Team um Prof. Mikael Simons von der Technischen Universität München (TUM) hat dafür eine mögliche Erklärung gefunden. Fettmoleküle aus der Myelinscheide, die nicht rasch aus Fresszellen abtransportiert werden, können eine chronische Entzündung auslösen und verhindern so den Wiederaufbau der Myelinhüllen.
Für die Funktion des Zentralnervensystems spielt die Myelinscheide eine wichtige Rolle. Es handelt sich um eine spezielle, besonders fettreiche Membran, die Nervenfasern so isoliert, dass elektrische Signale schnell und effizient weitergeleitet werden. Bei Beschädigung dieser Hülle kann es zu Ausfallerscheinungen wie Lähmungen kommen. Bei MS kommt es im Laufe der Erkrankung an vielen verschiedenen Stellen im Gehirn oder Rückenmark durch körpereigene Immunzellen zu einer Zerstörung der Myelinscheide. Eine Regeneration der Myelinscheide ist bei MS grundsätzlich möglich, aber in den meisten Fällen unzureichend.
Einer der Gründe dafür sind vermutlich chronische Entzündungen, die an den beschädigten Stellen entstehen. Das Team um Mikael Simons, Professor für Molekulare Neurobiologie an der TUM, hat herausgefunden, dass ähnlich wie bei der Arteriosklerose nach der Zerstörung der Myelinscheide kristallines Cholesterin eine anhaltende Entzündung auslöst, Diese verhindert eine Regeneration .
Zudem beschreibt das Team in einer weiteren Publikation Zellen, die nur dann erscheinen, wenn eine Myelinscheide neu gebildet wird.
Zerstörerische Kristalle
„Myelin hat einen sehr hohen Anteil an Cholesterin. Wenn Myelin zerstört wird, muss das Cholesterin, das dabei freigesetzt wird, aus dem Gewebe beseitigt werden,“ so Prof. Simons. „Diese Aufgabe erledigen Fresszellen, oder auch Mikroglia und Makrophagen genannt. Sie nehmen die beschädigte Myelinscheide in das Innere der Zelle auf, verdauen diese und befördern die unverdaulichen Reste über Transportmoleküle wieder aus der Zelle heraus. Häuft sich jedoch in kurzer Zeit zu viel Cholesterin in der Zelle an, kann es passieren, dass Kristalle gebildet werden. Das kristalline Cholesterin aktiviert in den Fresszellen ein sogenanntes Inflammasom, dass unter anderem dafür sorgt, dass Entzündungsmediatoren freigesetzt und mehr Immunzellen angelockt werden. „Ganz ähnliche Probleme treten auch bei Arteriosklerose auf, nur eben nicht im Gehirngewebe, sondern in den Blutgefäßen“, sagt Simons weiter.
Prof. Mikael Simons, Bild: A. Eckert / TUM)
Neu entdeckte Zellen für die Reparatur
Eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von Therapien zur Förderung der Reparatur ist ein besseres Verständnis der Myelinbildung. Eine weitere Studie unter der Leitung von Prof. Simons und Prof. Christine Stadelmann vom Institut für Neuropathologie der Universität Göttingen liefert dazu wichtige neue Erkenntnisse. Die Studie ist kürzlich in „Science Translational Medicine erschienen ist. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entdeckten hierbei einen neuen Zelltyp – eine besondere Form der sogenannten Oligodendrozyten. Diese gehören zu den Gliazellen im Gehirn, die für die Myelinisierung verantwortlich sind.
„Wir nehmen an, dass die von uns entdeckten BCAS1-positiven Oligodendrozyten eine Zwischenstufe in der Entwicklung dieser Zellen darstellen. Sie sind nur relativ kurze Zeit nachweisbar – nämlich dann, wenn gerade Myelin gebildet wird“, sagt Mikael Simons. In menschlichen Gehirnen sind sie zum Beispiel besonders stark bei Neugeborenen nachweisbar, wenn die Myelinisierung besonders ausgeprägt ist. Bei Erwachsenen verschwinden diese Zellen zum Großteil, können aber neu gebildet werden, wenn die Myelinscheide beschädigt wird und erneuert werden muss.
„Wir hoffen, dass die BCAS-1 positiven Zellen uns bei der Suche nach neuen Medikamenten zur Regeneration von Myelin helfen können“, sagt Prof. Simons. So könnte man jetzt gezielt nach Substanzen suchen, die die Bildung dieser Zellen anregen.
Die beiden Forschungsprojekte entstanden in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin in Göttingen. Prof. Simons ist zudem Mitglied im Exzellenzcluster SyNergy und am Forschungszentrum für neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) angestellt.
Publikationen:
L. Cantuti-Castelvetri, D. Fitzner, M. Bosch-Queralt, M.-T. Weil, M. Su, P. Sen, T. Ruhwedel, M. Mitkovski, G. Trendelenburg, D. Lütjohan, W. Moebius, M. Simons: Defective cholesterol clearance limits remyelination in the aged central nervous system, Science (2018). DOI:
10.1126/science.aan4183
M. K. Fard, F. van der Meer, P. Sanchez, L. Cantuti-Castelvetri, S. Mandad, S. Jaekel, E. F. Fornasiero, S. Schmitt, M. Ehrlich, L. Starost, T. Kuhlmann, C. Sergiou, V.Schultz, C. Wrzos, W. Brueck, H. Urlaub, L. Dimou, C. Stadelmann, M. Simons: BCAS1 expression defines a population of early myelinating oligodendrocytes in multiple sclerosis lesions, Science Translational Medicine (2017). DOI: 10.1126/scitranslmed.aam7816
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