MS News

Entzündungsprozesse im Gehirn

20.01.2017

Forschern des Excellenzclusters der Universität Münster ist es erstmals gelungen, akute Entzündungen im Gehirn von MS-Patienten sichtbar zu machen.

In vielen Fällen verläuft MS in einer schubförmigen Form. Bei der schubförmig-remittierenden Form der MS wechseln sich dabei Phasen der Entzündung (MS-Schub) mit Phasen der Erholung (Remission) ab. Während eines MS-Schubs gelingt es Zellen des eignen Immunsystems, ins Gehirn oder Rückenmark vorzudringen und dort MS-typische Schäden anzurichten. Warum die körpereigenen Abwehrzellen das eigene zentrale Nervensystem angreifen, wo sie doch den Körper eigentlich gegen Krankheiten schützen sollten, ist bisher noch nicht abschließend geklärt. Ebenso unklar ist bisher, wie genau die Zellen den Weg in das zentrale Nervensystem überwinden. Unter normalen Bedingungen wird Gehirn und Rückenmark durch die sogenannte Blut-Hirn-Schranke vom Immunsystem „abgeschottet“. Die Blut-Hirn-Schranke öffnet nur sehr selektiv, um die Einwanderung bestimmter Zellen oder auch den Übertritt bestimmter Medikamente zu ermöglichen. Im Fall von MS bricht die Funktion der Blut-Hirn-Schranke allerdings während eines Schubs zusammen und ermöglicht so den Abwehrzellen des eigenen Körpers ungehindert ins Gehirn einzuwandern. Den Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke kann man mithilfe bildgebender Verfahren unter intravenöser Gabe eines Kontrastmittels (Gadolinium) sichtbar machen.

Der Technik des MRT (siehe Faktenbox) sind Grenzen gesetzt. So kann durch ein MRT zwar eine akute Schrankenstörung nachgewiesen werden. Dies bedeutet aber nicht zwangsläufig, dass dort auch Zellen des Immunsystems einwandern. Auch ist bekannt, dass bereits sehr frühe Zellen die Blut-Hirn-Schranke passieren können, ohne dass sie dadurch zusammenbricht. Das bedeutet, dass Orte an denen bereits ein Übertritt von Immunzellen stattfindet, und die Blut-Hirn-Schranke noch mehr oder weniger intakt ist, nicht im MRT mit Kontrastmittel nachgewiesen werden können. Diese Erkenntnisse haben die Forscher des Excellenzclusters „Cells in Motion“ (CiM) dazu veranlasst, eine mögliche Erweiterung der diagnostischen Methoden in der MS-Behandlung anzustreben. Die Wissenschaftler verglichen hierzu herkömmliche MRT-Daten von MS-Patienten mit Daten eines dafür neu entwickelten bildgebenden Verfahrens, der Positonen Emissions Tomographie (siehe Faktenbox). Die neu entwickelte Technik zeigte sich dabei als erfolgversprechendes entzündungs-spezifisches Diagnosewerkzeug.

Um das Verfahren zu entwickeln, betrieben die Wissenschaftler zunächst Grundlagenforschung an MS-Mäusen. Hier fanden sie ein Protein, das während der Erkrankung vermehrt gebildet wird und mit Abklingen der Entzündung auf ein niedrigeres Maß zurückgeht. Weitere pharmakologische Tests sowie Tests in Zellkulturen haben außerdem ergeben, dass es sich bei diesem Protein um ein Enzym aus der Gruppe der Matrix Metalloproteasen handelt, das immer dann hochreguliert wird, wenn Immunzellen über die Blut-Hirn-Schranke in das Zentralnervensystem einwandern. Diese tierexperimentellen Befunde konnten mithilfe von Untersuchungen der Rückenmarksflüssigkeit (Liquor) im Menschen bestätigt werden. Die Forscher entwickelten eine Substanz, die Matrix Metalloproteasen im zentralen Nervensystem von Menschen sichtbar machen kann. Hierzu verwendeten sie eine radioaktiv markierte Variante, das 18F-MMPi, das mithilfe eines PET im Gehirn und Rückenmark der Studienteilnehmer dargestellt werden konnte. Durch den direkten Vergleich mit MRT-Aufnahmen der Teilnehmer, konnten die Wissenschaftler belegen, dass die Methode sehr frühe Prozesse im Krankheitsgeschehen sichtbar zu machen scheint. Die Forscher konnten durch die Methode die Einwanderung von Abwehrzellen ins Zentralnervensystem nachweisen, bevor eine Schrankenstörung durch die Anreicherung von Gadolinium im MRT sichtbar gemacht werden konnte. Im späteren Verlauf korrelierte dann die auffällige Stelle im MRT mit der Region, in der zuvor Auffälligkeiten im gefunden wurden. Ebenso konnten sie bei einem weiteren Patienten nach der Behandlung mit Corticoiden zwar noch eine Schrankenstörung im MRT nachweisen, aber kein Signal in der 18F-MMPi-Untersuchung. Vermutlich fand kein weiterer Übergang von Immunzellen aus dem Blut in das zentrale Nervensystem mehr statt.

Diese vielversprechende erste Untersuchung am Menschen macht Hoffnung, dass die diagnostischen Verfahren, die für entzündliche Erkrankungen des Gehirns, wie MS, verfeinert und erweitert werden, was letztlich eine frühere medikamentöse Versorgung der Betroffenen begründen könnte. Allerdings ist eine Aufnahme mit dem PET sehr kostspielig und steht bei weitem nicht in allen Kliniken zur Verfügung. Aus diesem Grund arbeiten die Forscher daran, den Ansatz auch auf weitere bildgebende Verfahren, wie beispielsweise Single-Photon Emissions Computertomographie (siehe Faktenbox), zu übertragen. Zusätzlich muss sich das Verfahren zunächst in einer großangelegten klinischen Studie bewähren, um dann eventuell Einzug in die Versorgung der Betroffenen zu halten.

 

Faktenbox:

MRT: Die Magnet-Resonanz-Tomographie, auch Kernspintomographie oder kurz Kernspin genannt, ist ein bildgebendes Verfahren zur Untersuchung des menschlichen Körpers. Das Verfahren beruht darauf, dass sich Atomkerne in einem magnetischen Feld ausrichten. Das Verfahren gilt als nicht invasiv und hat somit im Gegensatz zu Röntgenuntersuchungen keine schädlichen Auswirkungen auf den Körper. MRTs finden in der Diagnose der MS Anwendung und können zur Überwachung des Therapieerfolgs durch den behandelnden Neurologen angeordnet werden. Durch ein MRT können Entzündungen und sonstige Veränderungen im Gehirn und Rückenmark sichtbar gemacht werden.

PET: Die Positonen Emissions Tomographie gehört zu den bildgebenden nuklearmedizinischen Untersuchungen. Durch sehr kleine schwach radioaktive Substanzen können bestimmte Stoffwechselprozesse im Körper sichtbar gemacht werden.

SPECT: Die Single-Photon Emissions Computertomographie ist ein bildgebendes Verfahren, bei dem die Verteilung eines schwach radioaktiven Stoffes (Radionukleotid) in bestimmten Organen nachgewiesen und so Rückschlüsse auf Stoffwechselwege gezogen werden können.

 

Referenzen und weiterführende Informationen:

http://www.uni-muenster.de/Cells-in-Motion/ (Zugriff: 21.11.2016)

H. Gerwien, S. Hermann, X. Zhang, E. Korpos, J. Song, K. Kopka, A. Faust, C. Wenning, C. C. Gross, L. Honold, N. Melzer, G. Opdenakker, H. Wiendl, M. Schäfers, L. Sorokin, Imaging matrix metalloproteinase activity in multiple sclerosis as a specific marker of leukocyte penetration of the blood-brain barrier http://stm.sciencemag.org/content/8/364/364ra152.full (Zugriff: 16.11.2016)

https://www.dmsg.de/multiple-sklerose-news/ms-forschung/akute-entzuendungen-im-gehirn-bei-multipler-sklerose-sichtbar-machen/ (Abfrage 16.11.2016)

 

 

 

 

 

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