Kategorien
Immunologie Neurologie Wissenschaft

MS: Gute Immunabwehr als Krankheitsauslöser?

Seit fast fünfzig Jahren ist bekannt, dass eine Genvariation namens HLA-DR15 stark mit Multipler Sklerose (MS) assoziiert ist; sie ist für bis zu 60 Prozent des genetischen Risikos verantwortlich. Wenn sich die Träger dieses häufigen Gens – etwa ein Viertel der gesunden Bevölkerung sind HLA-DR15-positiv – zusätzlich mit dem Epstein-Barr-Virus infizieren und eine symptomatische Infektion, das sogenannte Pfeiffer’sche Drüsenfieber, durchmachen, steigt das Risiko für MS noch einmal um das 15-fache.

Die Genprodukte von HLA-DR15 steuern die Ausbildung unseres erworbenen Immunrepertoires, und sitzen unter anderem an der Oberfläche von weissen Blutkörperchen, wo sie Eiweiss-Bruchstücke von Bakterien, Viren und Körperzellen einfangen und den T- Lymphozyten des Immunsystems präsentieren. Nun stellte sich heraus, dass die HLA-DR15-Moleküle im Thymus Bruchstücke von sich selbst präsentieren, was vorher nicht bekannt war.

„Der wichtigste genetische Risikofaktor der MS bildet also ein Repertoire von trainierten T- Lymphozyten aus, die sehr gut auf bestimmte Infektionserreger wie Epstein-Barr-Virus und Darmbakterien wie Akkermansia muciniphila, die in MS-Patienten in abnorm hoher Zahl vorkommen, reagiert», so die Forscher, „diese springen durch eine Art Kreuzreaktion allerdings auch auf Eiweisse an, die im Gehirn vorkommen. Der Nachteil dieser Fitness ist also, dass die Betroffenen auch anfällig für eine Immunreaktion gegen das Hirngewebe werden, was zu Multipler Sklerose führen kann.“ Die Ergebnisse werfen somit erstmals ein Licht darauf, wie die Kombination von genetischer Veranlagung und bestimmten Umweltfaktoren eine Autoimmunerkrankung auslösen kann. Ähnliche Prozesse könnten auch bei einer Reihe anderer Autoimmunerkrankungen eine Rolle spielen.

Referenzen:
Universität Zürich
HLA-DR15 Molecules Jointly Shape an Autoreactive T Cell Repertoire in Multiple Sclerosis. Cell. 21 October 2020, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420312514

#multiplesklerose #ms#genvariation #epsteinbarr #genrisiko #immunreaktion #tlymphozyten #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Leben Neurowissenschaften Wissenschaft

Wie das Gehirn Objekte erkennt

Um einen Stuhl oder einen Hund zu erkennen, zerlegt das Gehirn sie in einzelne Eigenschaften und setzt sie anschließend wieder zusammen. Bislang war unklar, um welche Eigenschaften es sich dabei handelt. Wissenschaftler haben diese nun identifiziert – von „bunt“ und „flauschig“ bis „wertvoll“ – und stellen fest: Es braucht lediglich 49 Merkmale, anhand derer wir beinahe jedes Ding erkennen.

Das setzt sich aus etwa der Farbe, Form und Größe zusammen, aber auch daraus, dass es „was mit Natur zu tun hat“ hat, „sich bewegen kann“, „wertvoll ist“ oder „was mit Feuer“ ist. Die Forscher testeten knapp 5.500 Teilnehmer und benutzen dazu fast 2000 Bilder, die in fast 1,5 Millionen Dreier-Kombinationen präsentiert wurden. Daraus sollten die Teilnehmer eines auswählen, das sie als unterschiedlicher wahrnehmen als die anderen beiden. In letzterem Falle war das für die einen womöglich der Koala, weil er im Gegensatz zu den anderen beiden ein Lebewesen ist oder als „nicht flach“ betrachtet wird. Für andere die Brezel, weil Türvorleger und Koala flauschig sind oder man nur die Brezel essen kann.

„Unsere Ergebnisse zeigen, wie wenige Eigenschaften es eigentlich braucht, um alle Objekte in unserer Umgebung zu charakterisieren“, sagt Martin Hebart, Erstautor dieser Studie. Ob also etwa die Muschel oder der Hund als typischeres Tier wahrgenommen wird. Im Grunde erklären wir damit die Grundprinzipien unseres Denkens, wenn es um Objekte geht.“

Die Erkenntnisse könnten auch medizinisch genutzt werden. Bislang glaubte man etwa, dass Patienten, die wegen einer Hirnschädigung bestimmte Tiere nicht identifizieren können, Lebewesen insgesamt nicht erkennen. Womöglich hat der Betroffene aber ein Defizit darin, die Eigenschaft „flauschig“ zu erkennen, die den Tieren zugrunde liegt.

Referenzen:
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften
Revealing the multidimensional mental representations of natural objects underlying human similarity judgements; Nat Hum Behav. 2020; https://doi.org/10.1038/s41562-020-00951-3

#gehirn #erkennung #eigenschaften #denken #verhalten #neurologie #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Neurologie Wissenschaft

Wie Hirnzellen umlernen

Menschen wie Tiere haben die Fähigkeit, sich immer wieder auf neue Situationen einzustellen. Die biologischen Prozesse, die diese Leistungen ermöglichen, sind noch sehr unvollständig verstanden. Das Institut für Hirnforschung der Universität Zürich illustrierte nun im Mausmodell, welche Nervenzellen im Gehirn dabei das Kommando haben.

Für die Versuche simulierten die Forscher in Mäusen einen Prozess des Umlernens und untersuchten auf Ebene einzelner Nervenzellen, was dabei im Gehirn passiert. Zunächst trainierten sie die Tiere darin, nach einer Berührung der Tasthaare mit grobkörnigem Sandpapier zu schlecken – was zu einer Belohnung mit Zuckerwasser führte. Bei Berührung mit feinkörnigem Sandpapier hingegen durften sie nicht schlecken, sonst löste dies ein unangenehmes Geräusch aus. Hatten die Mäuse dies verstanden, wurde der Spiess umgedreht: Nun gab es die Belohnung bei feinkörnigem Sandpapier, was diese schnell erlernten.

Dabei erwies sich, dass ein Teil der Grosshirnrinde, eine Gruppe von Hirnzellen des orbitofrontalen Kortex während des Umlernens besonders aktiv war. Diese Zellen haben lange Fortsätze, die bis in das Areal der sensorischen Nervenzellen reichen, die bei Mäusen Tastreize verarbeiten. In diesem Areal folgten die Zellen zunächst dem alten Aktivitätsmuster, ein Teil passte sich dann allerdings der neuen Situation an. Die Plastizität dieser Zellen und die Instruktion durch die höhere Instanz des orbitofrontalen Kortex scheint demnach für die Flexibilität des Verhaltens entscheidend zu sein. Wurden diese ausgeschaltet, funktionierte das Umlernen nicht.

Die Forscher nehmen an, dass sich diese fundamentalen Prozesse in ähnlicher Weise auch im menschlichen Gehirn abspielen und die Forschungsergebnisse zum besseren Verständnis von Hirnkrankheiten beitragen können, bei denen diese Flexibilität gestört ist, wie beispielsweise bei Formen von Autismus und Schizophrenie.

Referenzen:

Universität Zürich https://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2020/Flexibles-Handeln.html

Value-guided remapping of sensory cortex by lateral orbitofrontal cortex, Nature 2020; https://doi.org/10.1038/s41586-020-2704-z

#gehirn #plastizitaet #nervenzellen #grosshirnrinde #hirnforschung #verhalten #lernen #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Neurologie Wissenschaft

Schutzfaktor bei psychischem Trauma

Die körpereigene Regulation eines bestimmten Gens geht mit einem verminderten Risiko einher, nach einem schrecklichen Erlebnis an einer posttraumatischen Belastungsstörung zu erkranken, berichten Forscher der Universität Basel.

Traumatische Erlebnisse wie ein Unfall oder Folter können sich tief ins Gedächtnis eingraben und selbst Jahre danach Symptome einer posttraumatischen Belastungsstörung verursachen. Das Stresshormon Cortisol spielt in der Regulation dieser Gedächtnisprozesse eine wichtige Rolle. Wissenschaftler warfen nun einen Blick auf die Gene, welche an der Signalübertragung von Cortisol beteiligt sind. Sie bestimmten, wie stark diese Gene chemisch, durch sogenannte Methylgruppen am Erbgutmolekül DNA, reguliert werden. Untersucht wurde diese DNA- Methylierung bei 463 Überlebenden des Bürgerkriegs in Uganda und 350 Überlebenden des Völkermords in Ruanda.

In beiden Gruppen hatten jene Personen, die eine stärkere Regulation des Gens NTRK2 aufwiesen, ein geringeres Risiko, an einer posttraumatischen Belastungsstörung zu erkranken. Die Ergebnisse legen nahe, dass eine vermehrte Regulation des NTRK2-Gens die Gedächtnisbildung vermindert. Dadurch graben sich schreckliche Erlebnisse weniger stark ins Gedächtnis ein.
Jetzt hofft man, dass der entdeckte Mechanismus zur Entwicklung neuer Therapien beiträgt. Diese könnten auch bei einer bereits bestehenden posttraumatischen Belastungsstörung nützlich sein, indem sie verhindern, dass die wiederkehrenden schrecklichen Erinnerungen das traumatische Gedächtnis weiter zementieren.

Referenzen:
Universität Basel
https://www.unibas.ch/de/Aktuell/News/Uni-Research/Schutzfaktor-bei-psychischem-Trauma-entdeckt.html
NTRK2 methylation is related to reduced PTSD risk in two African cohorts of trauma survivors. PNAS (2020), https://doi.org/10.1073/pnas.2008415117

#ptsd #trauma #psyche #gedächtnis #neurologie #folter #cortisol #methylierung #dna #ntrk2 #unibasel #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Neurologie Wissenschaft

Alzheimer: Thrombozythen bieten neuen Angriffspunkt

Charakterisiert ist die Alzheimer`sche Erkrankung durch Proteinablagerungen im Gehirn, sog. Amyloid-β (Aβ)-Ablagerungen die sowohl im Gewebe als auch in den Gefäßen des Gehirns auftreten und zu Schädigungen von Nervenzellen und somit zu kognitiven Störungen führen. In den Gefäßen beeinflussen sie den Blutfluss und beschleunigen so das Fortschreiten der Demenz.

Bereits in früheren Studien zeigte die Arbeitsgruppe von Prof. Margitta Elvers, Universitätsklinikum Düsseldorf, dass Thrombozyten direkt an der Verklumpung des Aβ-Proteins in Hirngefäßen beteiligt sind und zwar über den Fibrinogenrezeptor. Jetzt konnte die Arbeitsgruppe gemeinsam mit Wissenschaftlern aus Großbritannien und Chile einen weiteren Rezeptor, der an dieser krankhaften Proteinverklumpung beteiligt ist, identifizieren.

Dabei handelt es sich um den Kollagenrezeptor Glykoprotein VI (GPVI). Durch das Blockieren oder das Fehlen des GPVI Rezeptors auf Thrombozyten von Patienten und transgenen Mäusen konnte die Verklumpung des Aβ-Proteins sowie das Anhaften von Thrombozyten an der Gefäßwand reduziert werden. Auf Grundlage dieser Ergebnisse gehen die Wissenschaftler derzeit davon aus, dass beide Rezeptoren die Verklumpung des Aβ-Proteins auslösen und GPVI ein potenzielles therapeutisches Ziel zur Verbesserung der zerebrale Amyloid-Angiopathie (ZAA) bei Patienten mit Alzheimer-Demenz sein könnte.

Referenz:
Heinrich Heine Universität Düsseldorf
Pressemeldung: Rolle der Thrombozyten bei der Alzheimererkrankung: Weiterer Rezeptor identifiziert

#alzheimer #amyloidbeta #fibrinogenrezeptor #gpvi #neurologie #zaa #demenz #uniduesseldorf #ucl #nottinghamuniversity #universidaddechile #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Neurologie Therapie Wissenschaft

Neue Vorgangsweise zur Schlaganfall-Nachsorge

Die neue, standardisierte Vorgangsweise zur Nachsorgebehandlung von Schlaganfallpatienten („Stroke-Card“-Konzept) an der Innsbrucker Universitätsklinik für Neurologie ermöglicht eine höhere Lebensqualität, weniger Folgeerkrankungen und einen besseren Outcome.

Wissenschaftliche Evidenz dafür liefert die aktuell publizierte Studie mit über 2149 Patienten, in der sich gezeigt hatte, dass bei Schlaganfallpatienten, die nach dem „Stroke-Card“-Konzept behandelt wurden, das Risiko einer kardiovaskulären Folgeerkrankung um etwa ein Drittel reduziert werden konnte.

Das „Stroke-Card“-Konzept sieht vor, dass das multidisziplinäre Stroke-Team des Akutkrankenhauses für die Patienten auch nach stationärer Entlassung für weitere drei Monate neben dem Hausarzt Ansprechpartner bleibt. Nach der Entlassung können die Patienten mit einer personalisierten App ihre Risikofaktoren überwachen. Nach drei Monaten erfolgt eine neuerliche umfassende, ambulante Nachsorgeuntersuchung durch das Stroke-Team ins Krankenhaus.

Die „Stroke-Card“ schließe eine Lücke in der Therapie. „Bisher gab es keine einfachen, gut umsetzbaren Konzepte, um Patientinnen und Patienten nach einem Schlaganfall standardisiert zu versorgen“, erklärt der Neurologe Johann Willeit. Das „Stroke-Card“-Konzept hat damit gute Chancen in Österreich und anderen Ländern zum Einsatz zu kommen.

Referenzen:
Medizinische Universität Innsbruck; Krankenhaus der Barmherzigen Brüder, Wien
https://www.i-med.ac.at/pr/presse/2020/44.html
EClinicalMedicine, Published: July 28, 2020
DOI: https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2020.100476

#schlaganfall #nachsorge #strokecard #neurologie #meduniinnsbruck #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Geriatrie Leben Neurologie Wissenschaft

Alleinlebende haben erhöhtes Demenzrisiko

Bei alleinlebenden Personen über 55 Jahren erhöht sich das Demenzrisiko um etwa 30% gegenüber Menschen, die ihren Haushalt zumindest mit einer weiteren Person teilen. Die soziale Isolation stellt damit einen noch grösseren Risikofaktor dar, als bisher vermutet. Gleichzeitig, so Studienautor Dr. Roopal Desai, nimmt die Zahl alleinlebender Personen und die damit verbundene Vereinsamung zu.

Analysiert wurden die Daten von über 21.000 Personen aus 12 Studien, die entweder in Europa oder Asien durchgeführt wurden. Das Single-Leben erwies sich dabei als ein gewichtigerer Risikofaktor als körperliche Inaktivität, Bluthochdruck oder Übergewicht. Als Ursache werden Einsamkeit, Stress und das mögliche Fehlen von kognitiven Anreizen angeführt. Nachdem die Gründe des Alleinlebens nicht untersucht wurden, argumentieren die Autoren weiter, könnten auch Faktoren wie der Verlust eines Partners, eine Rolle spielen.

Referenzen:
University College London
Desai R et al.: Living alone and risk of dementia: A systematic review and meta-analysis Aging Research Reviews, 10. July 2020,
https://doi.org/10.1016/j.arr.2020.101122

#geriatrie #sozialeisolation #demenzrisko #alzheimer #single #einpersonenhaushalt #einsamkeit #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Gastroenterologie Immunologie Neurologie Wissenschaft

Sprechen Nervenzellen mit Darmbakterien?

Verschiedene Krankheiten des Verdauungstrakts, zum Beispiel gravierende Darmentzündungen beim Menschen, sind eng an Störungen der natürlichen Beweglichkeit des Darms gekoppelt. Welche Rolle die Peristaltik in Verbindung mit dem Mikrobiom – also die natürliche mikrobielle Besiedlung des Verdauungstrakts – spielt, wird derzeit intensiv untersucht. Unklar ist insbesondere, wie die Kontraktionen gesteuert werden und wie die als Schrittmacher agierenden Zellen des Nervensystems mit den Mikroorganismen zusammenarbeiten.

Einem Forschungsteam aus der Arbeitsgruppe Zell- und Entwicklungsbiologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) gelang es nun am Beispiel des Süßwasserpolypen Hydra erstmals zu belegen, dass stammesgeschichtlich alte Neuronen und Bakterien tatsächlich direkt miteinander kommunizieren. Überraschenderweise stellten die Forschenden fest, dass sich die Nervenzellen über Immunrezeptoren, also gewissermaßen mithilfe der Mechanismen des Immunsystems, mit den Mikroorganismen austauschen. Auf dieser Grundlage formulierten die Wissenschaftler die Hypothese, dass das Nervensystem bereits von Beginn der Evolution an nicht nur sensorische und motorische Funktionen übernimmt, sondern auch für die Kommunikation mit den Mikroben mitverantwortlich ist.
„Möglicherweise ist es so, dass Nervenzellen erfunden wurden, um die Kommunikation mit den für den Körper so wichtigen Mikroben überhaupt erst zu ermöglichen“, so die Untersucher.

Sollte diese Hypothese zutreffen, eröffnet sie auch völlig neue Perspektiven auf die Entstehung und künftige Behandlung von menschlichen Darmerkrankungen, die auf einer gestörten Beweglichkeit des Darms beruhen. Denn ein Zusammenhang zwischen dem Zustand des Mikrobioms und den Störungen der Darmbeweglichkeit besteht sehr wahrscheinlich auch beim Menschen. „Zukünftig müssen wir also auch die Rolle der Nervenzellen bei der Entstehung und Therapie von entzündlichen Darmerkrankungen berücksichtigen“, meinen die Wissenschaftler. Je besser die Forschenden deren Beteiligung an der Krankheitsentstehung verstehen, desto näher rücken therapeutische Eingriffe in das Mikrobiom, die eine gesunde Darmbeweglichkeit und damit eine Behandlung von chronischen Darmerkrankungen erlauben könnten.

Referenzen:
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Pressemitteilung: Entstanden Nervenzellen um mit Mikroben zu sprechen?
https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/168-klimovich-pnas
Originalpublikation: Thomas C.G. Bosch et al: Prototypical pacemaker neurons interact with the resident microbiota, PNAS First published 09 July 2020 https://doi.org/10.1073/pnas.1920469117

#cau #nervenzellen #mikrobiom #darmerkrankungen #reizdarm #ibs #darmentzündung #mikroorganismen #immunsystem #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Neurologie Personalisierte Medizin Therapie Wissenschaft

Vielversprechendes Konzept bei Parkinson

Zellersatztherapie zeigt erste Erfolge.

Parkinson gilt seit langem als eine der vielversprechendsten Zielerkrankungen für eine zellbasierte Therapie. In einem neuartigen Ansatz wurden nun erstmals die leicht verfügbaren Hautzellen eines 69jährigen Patienten zu pluripotenten Stammzellen umprogrammiert und zu Nervenzellen herangezüchtet. Diese vorbehandelten körpereigenen Zellen wurden danach in zwei separaten Eingriffen in das Gehirn des Patienten implantiert.

Ein „Meilenstein“ der „personalisierten Medizin“ in der Behandlung von Parkinson, meinen die Studienautoren nach einer Beobachtungszeit von 24 Monaten. Denn das aus den körpereigenen Zellen hergestellte Transplantat wurde ohne Einsatz von Immunsuppressiva, Glukokortikoiden oder Antikonvulsiva gut vertragen und die neu angewachsenen Zellen stellen auch wieder Dopamin her. Eine Fähigkeit, die Nervenzellen im Laufe der Erkrankung verloren geht. Lebensqualität und Motorfunktion verbesserten sich ebenfalls.

Ob die Methode ausreicht, um die Erkrankung langfristig aufzuhalten, können die Forscher zum jetzigen Zeitpunkt allerdings noch nicht abschätzen.

Referenz:
Personalised iPSC-Derived Dopamine Progenitor Cells for Parkinson`s Disease; N Engl J Med 2020; 382:1926-1932 DOI: 10.1056/NEJMoa1915872
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1915872

#parkinson #zelltransplant #autologetransplantation #zellersatztherapie #gehirnfunktion #stammzellen #stammzelltherapie #pluripotentestammzellen #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Leben Neurologie Wissenschaft

Luftverschmutzung beeinflusst Gehirnentwicklung

Forscher der University of California fanden einen Zusammenhang zwischen verkehrsbedingter Luftverschmutzung und einem erhöhten Risiko für neurologische Entwicklungsstörungen.

Ihre auf einem Nagetiermodell basierende Studie bestätigt damit epidemiologische Untersuchungen, die diesen Zusammenhang bereits belegen.

Um möglichst „echte“ Bedingungen zu generieren, errichteten sie ein Vivarium in der Nähe eines Strassentunnels und setzten Rattenbabys der Luftquelle aus dem Tunnel aus. Eine Vergleichsgruppe erhielt, ebenfalls in Echtzeit, eine gefilterte Version dieser Luft.

Die Forscher wiesen ein abnormales Wachstum der Gehirnzellen und erhöhte Entzündungsparameter im Gehirn der Jungratten, die der erhöhten Luftverschmutzung ausgesetzt waren, nach. „Auch wenn die Veränderungen nur subtil waren“, so die Wissenschaftler, „konnten wir diese nachweisen, obwohl sich der Verschmutzungsgrad der Luft innerhalb gesetzlicher Regeln befand“.

Vor dem Hintergrund zusätzlicher umweltbedingter und genetischer Faktoren, so die Forscher weiter, ist davon auszugehen, dass die Luftverschmutzung auch beim Menschen einen Effekt auf das sich entwickelnde Gehirn hat die mit neurologischen Entwicklungsstörungen verbunden sein könnten.

Referenz:
Effects of early life exposure to traffic-related air pollution on brain development in juvenile Sprague-Dawley rats, Translational Psychiatry, 10: 166 (2020)
https://www.nature.com/articles/s41398-020-0845-3

#gehirn #neurologie #luftverschmutzung #gehirnentwicklung #pädiatrie #universityofcalifornia #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva