Vor einigen Jahren beobachteten Experten ein überraschendes Phänomen im Hirngewebe von Menschen, die an der Alzheimer-Krankheit verstorben waren: Sie fanden dort weiße Blutkörperchen, die sich als Reaktion auf fremde Bedrohungen vermehren und im gesunden Gehirn nur selten vorkommen. Es war unklar, ob diese sogenannten CD8+-zytotoxischen T-Zellen – die normalerweise infizierte Zellen im Körper angreifen – eine schädliche oder eine hilfreiche Rolle spielen.
Die Antwort zeichnete sich 2023 ab, als der Neurologe David Holtzman und seine Kollegen nachwiesen, dass bei Mäusen, die so gezüchtet wurden, dass sie das Tau-Protein – ein toxisches Protein, das sich bei Menschen mit Alzheimer-Krankheit und zahlreichen anderen neurodegenerativen Erkrankungen in den Nervenzellen ansammelt –, die Entfernung der T-Zellen den Gewebeverlust verhinderte und die kognitiven Fähigkeiten der Mäuse erhalten blieb, selbst wenn sich das Tau-Protein weiterhin ansammelte.
Nun hat dieselbe Forschergruppe untersucht, was diese Zellen dazu veranlasst, im Gehirn Schaden anzurichten. In ihrer Studie , die in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht wurde berichten die Immunologen Holtzman und Hao Hu – beide von der University of Washington – berichten, dass bei Mäusen die in den Halslymphknoten befindlichen Immunzellen die T-Zellen anweisen, sich zu klonen, bevor sie ins Gehirn gelangen. Ohne diesen Vorgang waren im Gehirn der Mäuse deutlich weniger geklonte T-Zellen vorhanden, und es kam auch zu weniger Nervenzellsterben.
Die neue Studie konzentriert sich auf einen bestimmten Typ von dendritischen Zellen, die den zytotoxischen T-Zellen sozusagen Befehle erteilen. Nachdem sie die Proteine der Eindringlinge zerkleinert haben, präsentieren die dendritischen Zellen die Antigene in winzigen Stücken, die von den T-Zellen erkannt werden können. T-Zellen, die über kompatible Rezeptoren verfügen, können daraufhin aktiviert werden, was sie dazu veranlasst, sich zu klonen, die Antigen-tragenden Zellen anzugreifen und eine Entzündung auszulösen.
Holtzman und Hu untersuchten die Rolle der dendritischen Zellen, indem sie dafür sorgten, dass die Hälfte ihrer Mäuse, die das Tau-Protein übermäßig produzieren, genetisch nicht in der Lage war, solche Zellen zu bilden. Die Forscher beobachteten anschließend die Mäuse beider Gruppen – insgesamt etwa 80 Tiere – bis zu einem Alter von etwa 10 Monaten, bis zu dem bei ihnen in der Regel Hirnschäden und schwere Verhaltenssymptome auftreten, darunter auch Schwierigkeiten beim Nestbau. Obwohl in beiden Gruppen eine Anreicherung von Tau zu beobachten war, waren die Tiere ohne dendritische Zellen weitgehend vor neurodegenerativen Prozessen und Verhaltensstörungen geschützt.
Das Ergebnis deutet darauf hin, dass das Tau-Protein – von dem angenommen wird, dass es bei der Alzheimer-Krankheit und anderen neurodegenerativen Erkrankungen Nervenzellen zerstört – seine Wirkung nicht allein entfaltet. Laut Holtzman verursacht Tau wahrscheinlich zwar einen gewissen Schaden, doch tatsächlich verstärkt die Entzündung diesen Schaden. Dies sei ein wichtiger Aspekt, der bei der Entwicklung zukünftiger Therapien berücksichtigt werden müsse, fügt er hinzu.
Holtzman und Hu fanden außerdem heraus, wo im Körper die T-Zellen aktiviert werden. In einem separaten Experiment brachte die Forschungsgruppe ein künstliches Antigen in die Nervenzellen im Gehirn der Mäuse ein und suchte anschließend im Körper der Tiere nach T-Zellen, die sich spezifisch gegen dieses Antigen vermehrten. Die Forscher stellten fest, dass sich die entsprechenden T-Zellen in den Halslymphknoten der Mäuse vermehrten, was bei Mäusen ohne dendritische Zellen nicht der Fall war. Dies deutete darauf hin, dass das aus dem Gehirn stammende Antigen in diese Lymphknoten gelangte, wo es von den dendritischen Zellen aufgenommen und präsentiert wurde.
Die Entdeckung, dass dieser Prozess im Hals und nicht im Gehirn stattfindet, ist von entscheidender Bedeutung, sagt John Lukens, Neuroimmunologe an der Universität von Virginia. Dies ist wichtig, weil es darauf hindeutet, dass zur Verringerung der Anzahl schädlicher T-Zellen im Gehirn kein Medikament erforderlich ist, das die Blut-Hirn-Schranke überwinden kann – was bei der Entwicklung von Medikamenten gegen neurodegenerative Erkrankungen eine ständige Herausforderung darstellt.
Sogar bereits vorhandene Medikamente können helfen. Viele Therapien gegen Multiple Sklerose wirken, indem sie die T-Zellen in den Lymphknoten angreifen, fernab vom Gehirn und vom Rückenmark. Theoretisch, so Lukens, könnten diese Medikamente schnell für die Behandlung von Tauopathien und der Alzheimer-Krankheit eingesetzt werden. Der nächste Schritt wäre, jene spezifischen Signalproteine zu identifizieren, die bei Tau-vermittelten neurodegenerativen Erkrankungen die Rekrutierung von T-Zellen ins Gehirn steuern.
Eine weitere dringende Frage ist, welches zerebrale Antigen die T-Zellen aktiviert, und die Forschung von Holtzman und Kollegen enthält Daten, mit deren Hilfe auch andere Forscher dies aufklären können. Forscher, die sich mit Demenz befassen, haben die Hypothese aufgestellt, dass die CD8+-T-Zellen möglicherweise auf alte Infektionen, Fragmente des Tau-Proteins oder etwas anderes reagieren. Eine weitere Möglichkeit ist, dass diese autoreaktiven Zellen fälschlicherweise an körpereigene Proteine im Gehirn binden. „Dies würde der Alzheimer-Krankheit und den damit verbundenen Erkrankungen eine autoimmune Komponente verleihen“, sagt Lukens, was das Verständnis und die Behandlung dieser Erkrankungen radikal verändern könnte.
