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Wie Viren das wachsende Gehirn schädigen

Viren befallen unterschiedlichste Gewebestrukturen in unserem Körper und nutzen spezielle Proteine wie Türöffner, um ins Innere der Zelle zu gelangen und diese dann für ihre eigene Fortpflanzung zu „hacken“: Die Zelle produziert fortan nur noch andere Viren und keine eigenen Zellnachkommen. Während der menschlichen Gehirnentwicklung sind manche Vireninfektionen daher besonders kritisch – die Folge können schwere Fehlbildungen im Gehirn sein. Für werdende Mütter ist daher besondere Vorsicht vor Infektionserregern wie Toxoplasma gondii, Röteln-Viren, CMV, ZIKA-Viren und Herpes-simplex-Viren (HSV) geboten.

Bislang war es nicht möglich, den Einfluss bestimmter Viren auf die Gehirnentwicklung systematisch am Menschen zu untersuchen. Eine einzigartige Technologie, die weltweit erstmals am Institut für Molekulare Biotechnologie in Wien entwickelt wurde, erlaubt es nun, den Einfluss von Infektionen auf die menschliche Gehirnentwicklung neu zu beleuchten und innovative Therapien zu testen. Dies funktioniert an Gehirn-Organoiden, die aus menschlichen Stammzellen herangezüchtet werden. Diese können etwa aus einem kleinen Stück Haut oder einer Blutprobe gewonnen werden. Untersucht wurden aktuell ein Virenbefall durch ZIKA und das Herpes Simplex Virus. Diese wurden in der Petrischale „infiziert“, um den Einfluss der Erreger auf die Gehirnentwicklung zu studieren.

Die Organoide bieten auch ein ideales Modellsystem, um die Entwicklung neuer Therapien gegen Viren, die das menschliche Gehirn befallen, anzutreiben. Im Labor gelang es ForscherInnen bereits, Herpes infizierte Gehirn-Organoide durch die Gabe von Interferon Typ 1 vor Fehlbildungen zu schützen. In Zukunft soll eine Vielzahl weiterer Substanzen getestet werden und das Modell auch in der Krebsforschung eingesetzt werden.

Referenz:
IMBA Wien
Organoid modeling of Zika and Herpes Simplex Virus 1 infections reveals virus-specific responses leading to microcephaly; Cell Stem Cell 2021, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1934590921001107

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Verbindung zwischen Multipler Sklerose und Sonnenlicht

Schon länger bekannt ist, dass die Wahrscheinlichkeit an Multipler Sklerose (MS) zu erkranken, zunimmt, je mehr man sich dem Nord- oder Südpol nähert. Beeinflusst die Sonne nur die Wahrscheinlichkeit, überhaupt an MS zu erkranken? Oder sind einzelne Menschen auch unterschiedlich schwer betroffen, je nachdem wo sie wohnen? Wissenschaftler des Kompetenznetz MS (KKNMS) und des Sonderforschungsbereiches Multiple Sklerose der DFG beantworten nun beide Fragen mit „Ja“. Sonnenlicht beeinflusst den Schweregrad der MS offenbar positiv. Das zeigt die Analyse von nahezu 2000 MS-Patienten.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass UV-Licht und MS schon auf einem relativ kleinen Gebiet wie Deutschland mit einer Nord-Süd-Ausdehnung von knapp 1000 km zusammenhängen. Die aktiven Entzündungsherde in Gehirn und Rückenmark und auch der Beeinträchtigungsgrad nehmen von Süd- nach Norddeutschland im Mittel zu. Im Gegenzug nimmt der saisonbereinigte Vitamin D-Spiegel gegen Norden hin ab. Doch Vitamin D allein kann den Effekt nicht erklären. Die Forscher fanden heraus, das UV-Licht im Körper von MS-Patienten ganz ähnliche Prozesse auslöst wie das Medikament Interferon. Wurden Patienten zuvor mit Interferon-beta behandelt, wirkte auch das Sonnenlicht nicht mehr. Offenbar kann der Signalweg kann nur einmal angeregt werden – entweder durch Interferon oder UV-Licht.

Trotz des Nutzens gilt für MS-Patienten: übermäßige UV-Strahlung kann schädlich sein und die Entstehung von Hautkrebs fördern, insbesondere bei hellhäutigen und rothaarigen Menschen. Ein Mehr an Sonnenlicht erwies sich für diese Gruppe nicht nur für die Haut, sondern auch für die MS schädlich. Pro Tag, so der Expertenrat, ist eine halbe Stunde Sonne für die meisten Menschen sinnvoll, auch und gerade dann, wenn sie unter MS leiden.

Referenzen:
KKNMS, Münster; Deutsche Forschungsgemeinschaft

Sunlight exposure exerts immunomodulatory effects to reduce multiple sclerosis severity. PNAS 2021 Jan 5;118(1), https://www.pnas.org/content/118/1/e2018457118

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