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Kleine Fresszellen formen Gehirn in Entwicklung - und schädigen es

Kleine Fresszellen (Mikroglia) formten das Gehirn in der Entwicklung, indem sie unnötige Verbindungen zwischen Nervenzellen kappten, erklärt Sandra Siegert vom Institute of Science and Technology (IST) Austria. Im Übereifer fördern sie aber auch neurodegenerative Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson sowie Depressionen. Siegert erforscht die "gefräßigen, mysteriösen" Hirnzellen in Mäusen und menschlichen Minihirnen und berichtet darüber in einem Onlinevortrag.

Symbolbild. SN/fotolia/freshidea
Symbolbild.

Mikroglia sind eine kleine, aber feine Population von fünf Prozent der Gehirnzellen - 45 Prozent seien andere, große Gliazellen und 50 Prozent Nervenzellen, sagt Siegert. Sie sind lang gestreckt, haben feine, verzweigte Fortsätze und können sich wie Amöben fortbewegen. "Man kennt sie schon seit über hundert Jahren und wusste, dass sie auf Gehirnverletzungen reagieren", so die Forscherin. Dann verändern sie ihre Form, werden zu großen Fresszellen, auch Abräumzellen genannt, und isolieren die verletzte Stelle, um das umliegende Gewebe zu schützen. Viele Gedanken habe man sich aber bis vor Kurzem nicht über diesen Zelltyp gemacht, sondern sich vor allem auf die Nervenzellen konzentriert.

Erst in jüngster Zeit erforsche man sie näher, weil man draufgekommen sei, dass sie Veränderungen am Nervensystem durchführten, berichtet sie. "Am Anfang der Gehirnentwicklung produzieren die Nervenzellen sehr viele Verbindungen untereinander, die wieder adaptiert werden müssen - manche werden wieder gekappt, andere werden gefördert." Das Kappen der Verbindungen übernehmen die Mikrogliazellen auf Kommando von anderen Gliazellen und Nervenzellen.

Andererseits sind sie auch bei Gehirnschädigungen beteiligt: Wenn Mikroglia im Zuge von neurodegenerativen Erkrankungen aktiviert werden, entfernen sie gesunde Nervenzellen. "Dann funktionieren bestimmte Verbindungen nicht mehr optimal und es kann bei der Signalweiterverarbeitung im Gehirn zu Problemen kommen", erklärt Siegert.

Solchen Übereifer könnten etwa Signale aus der Umwelt auslösen, sagte sie. Außerdem gibt es Gene, die speziell in Mikroglia aktiviert werden und Probleme verursachen können, wenn sie nicht ordnungsgemäß reguliert sind. "Bei der Alzheimerkrankheit zum Beispiel weiß man von ein paar Genen, dass sie die Rezeptoren an der Oberfläche von Mikrogliazellen verändern, wo sie Kontakt mit Nervenzellen und der Umgebung aufnehmen", berichtet die Expertin. "Sind sie verändert, können die Mikrogliazellen quasi nicht mehr richtig zuhören, missinterpretieren die Signale und machen dann was falsch."

Außerdem sind Mikrogliazellen bei Multipler Sklerose beteiligt. Sie können die Isolierungsschichten (Myelinscheiden) von Nervenfortsätzen (Axonen) entfernen. Werden sie fälschlicherweise aktiviert, tun sie dies an den falschen Stellen und im Übermaß.

Bei Depressionen spielen sie manchmal ebenso eine unrühmliche Rolle: Umweltfaktoren wie chronischer Stress können Mikroglia aktivieren. "Dann kommt es wieder zu dem Punkt, wo sie ein bisschen überreagieren und Nervenverschaltungen verändern", sagt Siegert. "Dadurch induzieren sie Fehlkommunikation, unterbrechen Verbindungen und lösen eine Entzündung aus", sagt Siegert. Wie das alles passiere, werde aktuell eifrig erforscht.

Woher die falschen und richtigen Befehle für die Mikrogliazellen kämen, sei noch "recht unbekannt". Sie reagieren einerseits auf Nervenzellen-Aktivitäten und auf andere Gliazellen in ihrem Umfeld. "Andererseits beeinflussen Mikrogliazellen diese Zellen ebenfalls", erklärt Siegert. "Es gibt ein Zwischenspiel unter den verschiedenen Gehirnzellen und die Mikroglia kommunizieren im Prinzip mit verschiedenen ,Leuten', also Zelltypen, um den Überblick zu bewahren und das System am Laufen zu halten", sagt sie. "Ich sehe sie als eine Art Koordinatoren des Nervensystems."

Siegert erforscht die "kleinen, mysteriösen, gefräßigen Zellen" in Hirnen von Mäusen und "Minihirnen" aus umprogrammierten menschlichen Stammzellen. "In solchen organoiden Strukturen schauen wir uns an, ob wir das, was wir bei den Mäusen lernen, auch im menschlichen System rekapitulieren können", erklärt sie.

Quelle: APA

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