Neue Erkenntnisse zu Zelltypen und Interaktionen bei der Multiplen Sklerose

Ein internationales Forscherteam hat die Zellzusammensetzung in subkortikalen Läsionen bei unterschiedlichen Stadien der Multiplen Sklerose (MS) untersucht und deren Kommunikation erforscht. Dabei haben sie tiefe Einblicke in die molekularen Mechanismen gewonnen, die das Fortschreiten dieser chronischen Erkrankung beeinflussen.

„Unsere Ergebnisse liefern wertvolle Daten über die zelluläre Zusammensetzung und die Wechselwirkungen zwischen diesen Zellen in bestimmten Gewebenischen, die einen Einfluss auf das Fortschreiten der Läsion bei der MS haben“, erklärt Prof. Lucas Schirmer von den Medizinischen Fakultäten der Universität Heidelberg und ergänzt: „Mit diesem Wissen eröffnen sich neue therapeutische Ansätze, mit denen wir den Krankheitsverlauf verlangsamen können“.

Bei der MS bilden sich multiple Läsionen in unterschiedlichen Regionen des Nervensystems, die zunächst entzündlich sind und im Laufe der Zeit in chronische, nicht mehr entzündliche Formen übergehen. Charakteristisch ist ein chronisch-aktives Zwischenstadium, in dem die Läsionen von einem entzündeten Rand umgeben sind, in dem sich oft Eisenablagerungen finden, die auf ein Fehlen von Reparaturmechanismen hindeuten.

Um die Zellen und Signalwege in diesen Bereichen der Gewebeschädigung genauer zu kartieren, setzte das Forscherteam modernste räumliche und Einzelzellkern-Transkriptom-Techniken ein, begleitet von komplexen bioinformatischen Analysen. Dies ermöglichte ihnen, Zelltypen und deren Signalwege in subkortikalen MS-Geweben und Kontrollgeweben zu lokalisieren und zu analysieren.

Die Forschenden konnten beispielsweise Gewebebereiche wie die Umgebung von Blutgefäßen, die mit der Einwanderung von Immunzellen in Verbindung stehen, hochauflösend untersuchen. Im Fokus standen zudem der entzündete Rand und das Zentrum von Läsionen, in dem die Wissenschaftler einen speziellen zilientragenden, aber bisher nicht näher charakterisierten Astrozyten-Typ identifizieren konnten.

Ein besonderer Fokus lag auf dem entzündeten Rand chronisch-aktiver Läsionen, wo das Team Wechselwirkungen zwischen myeloiden, endothelialen und glialen Zelltypen untersuchte. Diese Interaktionen tragen zur Entstehung und zum Fortschreiten der Läsionen bei und bieten Ansätze, wie Kommunikationsprozesse zwischen den Zellen gezielt beeinflusst werden könnten.

„Die Forschung zeigt eindrucksvoll, wie unterschiedlich die Zellumgebungen in verschiedenen Stadien der MS-Läsionen sind“, erklären die Erstautoren der Studie Celia Lerma Martin und Pau Badia i Mompel.

„Das tiefere Verständnis dieser Interaktionen wird uns helfen, gezielte Therapien zu entwickeln, die auf spezifische Zelltypen und ihre Kommunikation in bestimmten Gewebenischen abgestimmt sind“, ergänzt Schirmer.

Für die Analyse der großen Datensätze waren rechenintensive Methoden erforderlich. „Die Entwicklung und Anwendung komplexer bioinformatischer Skripte war entscheidend, um die großen Transkriptom-Datensätze integrieren und analysieren zu können“, betont Prof. Julio Saez-Rodriguez, Leiter des Institute for Computational Biomedicine. Es bestanden außerdem Kooperationen mit weiteren Arbeitsgruppen in Wien, Heidelberg und Mannheim.