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Ein internationales Team unter Beteiligung der Universität Leipzig hat eine bisher unbekannte Gruppe Mikrogliazellen im Gehirn von Alzheimer-Patienten nachweisen können.
Ein Team des Instituts für Anatomie der Universität Leipzig hat in Zusammenarbeit mit internationalen Forschungseinrichtungen eine bislang unbekannte Gruppe von Immunzellen im Hirngewebe von Alzheimer-Erkrankten identifiziert. Möglich wurde diese Entdeckung durch eine neu entwickelte Mikroskopie-Technologie, die erstmals speziell für das menschliche Gehirn optimiert wurde. Die Ergebnisse sind im hochrangigen Fachjournal Nature Neuroscience veröffentlicht worden.
Im Mittelpunkt der Arbeit standen sogenannt Mikrogliazellen, spezialisierte Abwehrzellen des Gehirns, die mit dem Immunsystem des restlichen Körpers vergleichbar sind. Sie stehen bereits seit Jahren im Verdacht, eine Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten neurodegenerative Erkrankungen zu spielen, und daher im Mittelpunkt der Forschung. Bisher wurden sie überwiegend in Tierversuchen erforscht und dabei wurden bereits Untergruppen dieser Zellen entdeckt, die besonders aktiv sind. Da sich zentrale Einflussfaktoren wie das Alter im Tiermodell allerdings nur unzureichend abbilden lassen, sind Untersuchungen am menschlichen Hirngewebe entscheidend. Die aktuelle Studie trägt dazu bei, diese Lücke zu schließen.
Das Leipziger Team hat im Rahmen einer internationalen Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Bahareh Ajami von der amerikanischen Oregon Health and Science University in Portland untersucht, wo und in welchem Ausmaß solche besonderen Mikrogliazellen in Proben von Gehirnen mit Alzheimer-Erkrankung vorkommen.
Mithilfe einer neuartigen, räumlich auflösenden Einzelzellanalyse konnten in der Studie erstmals Mikrogliazellen im menschlichen Gehirn detailliert auf Proteinebene charakterisiert werden. „Bei der Hirngewebe-Analyse von Körperspendern identifizierten wir eine bislang unbekannte Zellpopulation, die eng mit bestimmten Eiweißablagerungen im Gewebe verknüpft ist und im Alzheimergehirn deutlich häufiger vorkommt. Zudem zeigen unsere Ergebnisse, dass Mikrogliazellen im Alzheimergehirn unterschiedliche, spezialisierte Zustände annehmen“, sagt Dr. Dennis-Dominik Rosmus, Wissenschaftler am Institut für Anatomie der Universität Leipzig, der einer von drei Erstautoren ist.
Modernes Mikroskopie-Verfahren entwickelt
Ferner wurde für die Studie ein modernes Mikroskopie-Verfahren, die sogenannte CODEX-Methode, weiterentwickelt, um gleichzeitig sehr viele Proteinmarker im Gewebe zu analysieren. Sie wurde für die Anwendung im menschlichen Gehirn optimiert und durch neue bioinformatische Auswertungsverfahren ergänzt. Die neue CODEX-CNS-Methode kann nun komplex aufgebaute Zellen in ihrem räumlichen Kontext analysieren. Durch die Kombination von Proteinprofilen, Zellform und der Beziehung zu umliegenden Zellen lassen sich Zellpopulationen identifizieren, die mit herkömmlichen, weniger umfassenden Methoden oft übersehen werden. Zusätzlich sind die Ergebnisse mithilfe von Immunfluoreszenzfärbungen an Gehirnschnitten von Alzheimerpatienten aus der Hirnbank des hiesigen Instituts für Anatomie überprüft worden.
Die aktuelle Studie eröffnet neue Einblicke in die biologischen Mechanismen, die der Alzheimer-Erkrankung zugrunde liegen. Davon erhofft sich das Team ein besseres Verständnis davon, wie die Immunzellen des Gehirns auf Ablagerungen und Zellschäden reagieren. Die Forschungsgruppe plant, die CODEX-CNS-Methode weiterzuentwickeln und auf andere neurologische Erkrankungen anzuwenden. Eine zentrale Herausforderung künftiger Studien wird es sein, die identifizierten Zellpopulationen auch im lebenden Menschen nachzuweisen, etwa mithilfe nuklearmedizinischer Bildgebungsverfahren.
