Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems. Die Läsionen im Nervengewebe sind zunächst entzündlich, im Laufe der Zeit erfolgt der Übergang zur chronischen, nicht mehr entzündlichen Form. Dazwischen steht ein chronisch-aktives Zwischenstadium. In diesem Zwischenstadium sind die subkortikalen MS-Läsionen von einem entzündlichen Rand umgeben, in dem oft Eisenablagerungen auftreten, was auf ein Fehlen von Reparaturmechanismen hindeutet.
Subkortikale Läsionen bei Multipler Sklerose besser verstehen
Forscher der medizinischen Fakultäten der Universität Heidelberg, in Mannheim und Heidelberg, haben sich diese subkortikalen Läsionen nun genauer angeschaut, um die beteiligten Zelltypen und deren Kommunikation in der Übergangsphase der MS besser zu verstehen. Ein detaillierteres Verständnis dieses Zwischenstadiums könnte möglicherweise neue Therapietargets aufzeigen, um das Fortschreiten von MS zu verzögern.
Modernste Labordiagnostik und bioinformatische Analysen unterstützen MS-Forschung
Zur eingehenden Analyse der Zelltypen in den subkortikalen Läsionen und deren Interaktion nutzten die Forscher modernste Technologien und kombinierten Einzelkern-RNA-Sequenzierung und räumliche Transkriptomik. Dadurch gelang es den Wissenschaftlern, die Organisation der unterschiedlichen Zelltypen in den MS-Läsionen zu charakterisieren und Unterschiede zwischen kontrollierten, chronisch aktiven und inaktiven MS-Läsionen aufzuzeigen. Weiterhin entdeckten die Forscher eine neue Art von Astrozyten und identifizierten Zell-Zell-Interaktionen zwischen Gliazellen, Endothelzellen und Immunzellen, die nur in den Randbereichen chronisch aktiver Läsionen auftraten.
Unterschiede in Zellzusammensetzung und Kommunikation je nach Krankheitsstadium
Zur Analyse nutzten Lerma-Martin et al. insgesamt 15 Gewebeblöcke, die aus Autopsien von sechs MS-Patienten und sieben Gewebespendern ohne erkennbare neuropathologische Veränderungen als Kontrollen stammten.
Durch die Verwendung der modernen Analysemethoden gelang es den Forschern, die beteiligten Zelltypen und deren Interaktion viel genauer darzustellen, als es herkömmliche histopathologische und immunhistologische Methoden erlauben. Zentrale Ergebnisse waren vor allem die Vorgänge im entzündlichen Randbereich chronisch-aktiver Läsionen und die Entdeckung eines bislang nicht näher charakterisierten zilientragenden Astrozyten-Typs.
Unterschiedliche Gewebenischen bei MS identifiziert
Die Analysen zeigten vier unterschiedliche Gewebebereiche, als Gewebenischen bezeichnet, die bei MS auftauchen: vaskuläre Infiltrate, Läsionszentrum, Läsionsrand und die weiße Substanz in der Umgebung der Läsionen. Je nach Gewebsnische dominierten unterschiedliche Zellen. Hier heben die Autoren hervor, dass die Ausdehnung von vaskulären Infiltraten eine zunehmende Gewebeinfiltration anzeigt und letztendlich eine Beeinträchtigung der Blut-Hirn-Schranke. „Damit betonen unsere Analysen den perivaskulären Raum und seine zellulären Komponenten als Schlüsselgewebe bei MS“, so die Autoren.
Neuer Astrozyten-Typ entdeckt
Während der Analyse der unterschiedlichen Zelltypen in den Gewebeproben identifizierten die Forscher einen bisher unbekannten, zilientragenden Typ von Astrozyten. Die Funktion der Zilien ist bislang unklar. Die Forscher vermuten, dass es sich bei diesen Zilien um einen morphologischen Hinweis auf eine mitochondriale Dysfunktion handeln könnte. Denn Astrozyten, die ein Zilien-Gen exprimieren, wurden bereits bei Mäusen mit einer genetisch induzierten mitochondrialen Dysfunktion beschrieben. Außerdem kommt es in chronischen MS-Herden regelmäßig zu einer mitochondrialen Dysfunktion. Von funktioneller Seite her könnte dieser Astrozyten-Typ an Gewebe-Remodeling-Vorgängen und der Bildung von Glia-Narben beteiligt sein.
Grundlagenforschung als Basis für neue therapeutische Ansätze bei MS
„Unsere Ergebnisse liefern wertvolle Daten über die zelluläre Zusammensetzung und die Wechselwirkungen zwischen diesen Zellen in bestimmten Gewebenischen, die einen Einfluss auf das Fortschreiten der Läsion bei der MS haben“, erklärt Studienleiter Professor Dr. Lucas Schirmer und ergänzt: „Mit diesem Wissen eröffnen sich neue therapeutische Ansätze, mit denen wir den Krankheitsverlauf verlangsamen können“.
Der Weg von diesen neuen Erkenntnissen hin zu einer wirksamen Therapie, welche das Fortschreiten von MS verzögert, ist noch lang. Doch die Studienergebnisse zeigen, wie mit modernster Labordiagnostik und Bioinformatik das Grundlagenverständnis der Pathogenese von komplexen neurologischen Erkrankungen wie MS auf Zellebene verbessert werden kann und neue Therapietargets identifiziert werden können.
