MS: Nervenzell-Netzwerk begünstigt Neurodegeneration

In der Erholungsphase nach einem MS-Schub treten nicht selten Störungen der kognitiven Leistungsfähigkeit, Fatigue, Depression und Angst auf. In dieser Phase kommt es im Krankheitsmodell zu einer erhöhten Aktivität des Nervenzell-Netzwerks, die zunächst eine Kompensation darstellt, schließlich aber ein Sterben der Zellen begünstigt. Das haben Neurowissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz jetzt herausgefunden.

Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass der Botenstoff Tumornekrosefaktor Alpha (TNF-α) die erhöhte Nervenzellenaktivität und damit mittelbar das Zellsterben auslöst. Damit entdeckten sie einen Mechanismus, der potenziell die fortschreitende Neurodegeneration bei MS erklärt.

Im Krankheitsmodell beobachteten die Forscherteams um Prof. Frauke Zipp, Direktorin der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universitätsmedizin Mainz, und Prof. Albrecht Stroh, Institut für Pathophysiologie, was in der abklingenden Phase eines Schubs vor sich geht. „In dieser Phase konnten wir eine erhöhte elektrische Aktivität von Netzwerken von Nervenzellen in der Großhirnrinde nachweisen“, erklärte Dr. Erik Ellwardt, Kliniker und Forscher aus dem Team um Zipp, und fügte hinzu: „Darüber hinaus fanden wir heraus, dass TNF-α das erhöhte Erregungspotenzial der Nervenzellen im Gehirn direkt oder indirekt bedingt. Dieses Zytokin fand sich in deutlich erhöhter Konzentration in der Großhirnrinde.“ Die erhöhte Erregbarkeit im Netzwerk der Großhirnrinde geht mit einem ängstlichen Verhalten einher.

„In diesem Zusammenhang konnten wir nachweisen, dass zu diesem Zeitpunkt nur wenige Immunzellen in die Großhirnrinde eingewandert waren, und die Nervenzellen noch nicht von der Zerstörung der Marksubstanz betroffen waren. Dennoch ist das Nervenzell-Netzwerk bereits gestört“, führte Stroh aus.

In einem weiteren Schritt konnten die Mainzer Neurowissenschaftler mithilfe des TNF-α-Blockers Infliximab eine Normalisierung der neuronalen Aktivität und des Angstverhaltens herbeiführen. Dabei entdeckten die Wissenschaftler, dass TNF-α selbst maßgeblich von erregenden Nervenzellen produziert wird. „Letztlich konnten wir nachweisen, dass die überaktiven Nervenzellen eine erhöhte Wahrscheinlichkeit haben, zu sterben“, unterstrich Zipp. Und weiter: „Diese Erkenntnisse versetzen uns in die Lage, neue therapeutische Ansätze zu entwickeln. Dafür führen wir derzeit Untersuchungen bei Patienten durch. Denn bislang beeinflussen die zur Behandlung von MS eingesetzten Medikamente lediglich das Immunsystem, nicht jedoch die Nervenzellen selbst.“

Originalpublikation:
Ellwardt et et al.: Maladaptive cortical hyperactivity upon recovery from experimental autoimmune encephalomyelitis. Nature Neuroscience 2018;21:1392–1403.