MS: Ultrastrukturelle Veränderungen im Gehirngewebe fördern Entzündungsprozesse

Ein deutsch-niederländisches Forschungsteam hat herausgefunden, dass ultrastrukturelle Veränderungen in gesunden Bereichen der weißen Substanz von MS-Patienten das Gewebe anfälliger machen für Entzündungen und die Bildung von Läsionen. Dies könnte das Fortschreiten der Krankheit befördern.

Bei der Multiplen Sklerose (MS), an der allein in Deutschland bis zu 280.000 Menschen leiden, wird die Myelinschicht um die Axone stückchenweise beschädigt oder zerstört. Diese Läsionen, verbunden mit Entzündungsreaktionen, lassen sich in bildgebenden Verfahren nachweisen.

Noch wissen Wissenschaftler wenig darüber, wie Veränderungen von Axonen und Myelin auf subzellulärer Ebene mit Entzündungsprozessen zusammenhängen. Forschende um Wiebke Möbius vom Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften und Inge Huitinga am Netherlands Institute for Neurosciences in Amsterdam (Niederlande) haben jetzt herausgefunden, dass die normal erscheinende weiße Substanz bei MS-Patienten in ihrer Feinstruktur bereits verändert ist, bevor die ersten Entzündungsherde auftreten.

Qualität der Myelinproben entscheidend

„Die Bereiche, die für die MS-Krankheit möglicherweise entscheidend sind, lassen sich auf ultrastruktureller Ebene nur mithilfe der Elektronenmikroskopie untersuchen“, sagt Möbius. Allerdings seien die Gewebestrukturen bei herkömmlichen Präparationsverfahren aufgrund der chemischen Fixierung und Einbettung häufig geschädigt. „Dies gilt ganz besonders für das empfindliche Myelin. Die große Herausforderung für uns war es daher, die Strukturen in der Gewebeprobe besser als bisher zu erhalten. Dafür haben wir vor allem die Fixiermethode der Proben optimiert“, erklärt die Leiterin der Facility für Elektronenmikroskopie am City-Campus des Instituts.

Für ihre Experimente konnten die Forschenden auf Gewebeproben in der Netherlands Brain Bank zurückgreifen. Diese Proben stammen von MS-Patienten, die sich zu Lebzeiten bereit erklärt hatten, ihr Gehirn post mortem für Forschungszwecke und medizinische Aufzeichnungen zu spenden.

Wie das Forschungsteam zeigen konnte, sind in der normal aussehenden weißen Substanz von MS-Erkrankten die Myelinscheiden auffällig verändert und das Myelin weniger kompakt. Auch sind die Ranvierschen Schnürringe desorganisiert. Neben diesen Strukturveränderungen fanden die Forschenden in dem scheinbar normalen Gewebe auch zelluläre Marker für eine Entzündung: T-Lymphozyten und aktivierte Mikrogliazellen. Nicht zuletzt war auch die Dichte der Mitochondrien in den Fortsätzen von Nervenzellen auffällig erhöht, was nahelegt, dass die Kommunikation zwischen Nervenzellen mehr Energie erfordert als bei gesunden Menschen. Aletta van den Bosch aus dem niederländischen Team erklärt dazu: „Mitochondrien produzieren allerdings nicht nur lebenswichtige Energie, sondern auch viele Nebenprodukte wie Sauerstoffradikale. Wir vermuten, dass diese den Myelinabbau verstärken könnten.“

„Wir sehen sehr deutlich, dass bei MS ultrastrukturelle Veränderungen der weißen Substanz mit chronischen Entzündungen im Gehirn zusammenhängen. Beide krankhaften Auffälligkeiten könnten zum Fortschreiten der Krankheit beitragen. Dass sich die Ultrastruktur des Myelins nun in einer solchen Qualität für Untersuchungen im Elektronenmikroskop erhalten lässt, wird hoffentlich weitere neue Einsichten ermöglichen“, so Möbius.