Eine neue Studie der University of Colorado Anschutz zeigt, wie das weitverbreitete Herpes-simplex-Virus Typ 1 (HSV-1) die Immunzellen des Gehirns umprogrammiert. Die Forschenden fanden heraus, dass die Mikroglia infolge der Infektion ihre lebenswichtigen Wartungsfunktionen zugunsten einer antiviralen Abwehr vernachlässigen, was neue Einblicke in neurodegenerative Erkrankungen eröffnet.
Wie Herpes-simplex-Virus Typ 1 das Immunsystem im Gehirn verändert
Mehr als 60 Prozent der Menschen tragen das Herpes-simplex-Virus Typ 1 in sich, das nach den bekannten Lippenbläschen ein Leben lang im Körper verbleibt und über Nervenbahnen das Gehirn erreichen kann. Forschende an der University of Colorado Anschutz haben nun untersucht, wie die Erreger dort mit den spezialisierten Immunzellen des Gehirns interagieren. Die Ergebnisse der Untersuchung erschienen in PLOS Pathogens. Zu den weiteren Co-Autorinnen und Co-Autoren der Forschungsarbeit gehören Seth Frietze, Cameron Lunn, Dean Oldham und Joseph R.
Im Mittelpunkt der Untersuchung standen die sogenannten Mikroglia. Diese Zellen übernehmen im zentralen Nervensystem eine doppelte Aufgabe. Microglia act as both the brain’s security system and its maintenance crew
, erklärt die leitende Studienautorin Christy Niemeyer, Assistenzprofessorin für Neurologie an der CU Anschutz, im Bericht der Universität.
Wenn HSV-1 in das Gehirn eindringt, schalten diese Zellen in einen Notfall-Verteidigungsmodus um. Zwar hilft dies bei der Bekämpfung des Virus, aber es könnte auch ihre Fähigkeit beeinträchtigen, alltägliche Funktionen auszuüben, selbst nachdem das Virus verschwunden ist.
Christy Niemeyer, PhD, Assistenzprofessorin für Neurologie am CU Anschutz
Molekulare Umprogrammierung in betroffenen Hirnregionen
Für die Untersuchung infizierten die Forschenden Mäuse mit HSV-1 und analysierten die Gehirne sechs Tage später. Mithilfe moderner molekularer Methoden zeigte sich, dass die Infektion in denjenigen Regionen, in denen das Virus nachgewiesen wurde, zu einer stark erhöhten Interferon-Signalisierung und damit zu einer dominanten antiviralen Abwehr führte.
Gleichzeitig schalteten die Zellen jene Gene herunter, die für ihre alltäglichen Schutz- und Wartungsaufgaben zuständig sind. Zudem registrierte das Team Veränderungen im Chromatin, dem Material, das die DNA im Zellkern verpackt und die Genaktivität steuert. Die CU Anschutz berichtete, dass die Viren somit tiefgreifend in die molekularen Steuerungsprogramme der Immunzellen eingreifen, statt lediglich eine vorübergehende Entzündungsreaktion auszulösen. Die Forscherinnen und Forscher entdeckten außerdem Hinweise darauf, dass die Immunzellen möglicherweise längerfristig auf Virusabwehr eingestellt bleiben.
Mögliche Parallelen zur Entstehung von Alzheimer
Die Erkenntnisse liefern neue Erklärungsansätze für die Frage, wie virale Infektionen zur Entstehung chronischer Entzündungen und neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer beitragen könnten. Da Mikroglia normalerweise als Recyclingstation des Gehirns
agieren, wie Ko-Studienautorin Kimberley Bruce erläuterte, kann eine Vernachlässigung dieser Müllabfuhr dazu führen, dass sich schädliche Eiweißablagerungen wie Amyloid im Gewebe anreichern. Dann könnten sich möglicherweise die schädlichen Amyloid-Ablagerungen im Gehirn verstärken.
Dennoch betonen die Wissenschaftlerinnen, dass ein direkter Kausalzusammenhang bisher nicht bewiesen ist. Berichten zufolge untersuchte das Team lediglich die frühe Reaktion nach einer Infektion bei Mäusen, ohne dass eine gestörte Amyloid-Beseitigung oder eine spätere Alzheimer-Erkrankung nachgewiesen wurde.
Obwohl wir nicht nachgewiesen haben, dass HSV-1 Alzheimer verursacht, verdeutlicht dies die Immunprogrammierung der Mikroglia als gemeinsamen Faktor, der Infektion, Altern und genetische Risikofaktoren miteinander verknüpft.
Kimberley Bruce, PhD, außerordentliche Professorin für Medizin am CU Anschutz
Ausblick auf dauerhafte Effekte und antivirale Therapien
Ob die beobachteten Veränderungen der Immunzellen von Dauer sind und wie sich eine wiederholte Reaktivierung des Virus auf die langfristige Gesundheit des Gehirns auswirkt, wollen die Forschenden in künftigen Untersuchungen klären. In der wissenschaftlichen Diskussion wird parallel geprüft, ob den Infektionen mit antiviralen Mitteln entgegengewirkt werden kann.
