Artikel zur Langlebigkeit

Der Aufbau von Killer-T-Zellen im Gehirn führt im Alter zu einem kognitiven Rückgang

Der Aufbau von Killer-T-Zellen im Gehirn führt im Alter zu einem kognitiven Rückgang

Das zentrale Nervensystem – Gehirn und Rückenmark – neigt dazu, mit zunehmendem Alter zu verfallen. Neben chronischen Krankheiten und Traumata spielt das Immunsystem eine Rolle dabei, wie Nervenstrukturen im Laufe der Zeit geschädigt werden.

Nun machte sich ein Forschungsteam des Universitätsklinikums Würzburg daran, die Schritte zu identifizieren, die an der chronischen Entzündungsreaktion beteiligt sind, die zu neuronalen Schäden führt. A aktuelle Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Natur Altern gibt Aufschluss darüber, wie der Prozess funktioniert. Die Studie zeigt, dass die Ansammlung von CD8-T-Zellen einer der Hauptverursacher einer Reihe von Ereignissen ist, die zu neuronalen Schäden führen (1).

Das Gehirn ist anfällig für Schäden durch Entzündungen

Ein spezieller Typ von Immunzellen, der im Zentralnervensystem vorkommt, ist der zytotoxische CD8-T-Lymphozyten. Sie werden auch Killer-T-Zellen genannt und schützen das Gewebe vor Bedrohungen wie Bakterien und Viren.

Eine übermäßige Aktivität von Killer-T-Zellen kann jedoch genau die Strukturen schädigen, die sie schützen sollen. In bestimmten Fällen können diese Zellen nicht zwischen äußeren Bedrohungen und dem Körpergewebe unterscheiden, was zu Schäden an gesundem Gewebe führt. Diese Art von selbstverursachter Schädigung ist die Grundlage für Autoimmunerkrankungen, die das Nervensystem betreffen, wie z. B. Multiple Sklerose.

Genau diese Art von Kollateralschäden, die durch übermäßige Immunreaktionen verursacht werden, können eine wichtige Rolle bei der mit zunehmendem Alter beobachteten Verschlechterung spielen. Mit zunehmendem Alter reichern sich im Zentralnervensystem T-Zellen aus früheren Immunreaktionen an. Obwohl diese Zellen keine aktiven Bedrohungen mehr bekämpfen, üben sie weiterhin eine Entzündungsreaktion aus, die schädigende Auswirkungen auf das umliegende Gewebe hat.

Frühere Studien haben gezeigt, dass eine chronische Entzündung des Nervengewebes oder eine Neuroinflammation im Alter zu einem kognitiven Rückgang führen kann (4). Neuroinflammationen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Entstehung bestimmter Formen von Demenz, beispielsweise der Alzheimer-Krankheit (5).

Warum ist das zentrale Nervensystem so anfällig für entzündungsbedingte Schäden? Eine spezielle Hülle namens Myelin, die die Vorsprünge von Neuronen bedeckt, reagiert besonders empfindlich auf Neuroinflammationen. Ohne diese spezielle, leitfähige bandartige Hülle können Neuronen über ihre Fortsätze, die Axone genannt werden, keine Signale untereinander senden. Diese Art von Schädigung kann zu kognitiven Beeinträchtigungen sowie zu sensorischen Problemen und Bewegungsschwierigkeiten führen.

Eine spezielle Hülle namens Myelin, die die Vorsprünge von Neuronen bedeckt, reagiert besonders empfindlich auf Neuroinflammationen.

Wandernde T-Zellen sammeln sich im Gehirn alternder Mäuse an

In ihrem Forschungsartikel identifizierte das deutsche Forscherteam die Überaktivierung von Immunzellen im Zentralnervensystem als Auslöser chronischer Entzündungen und gealterte Zellen sind anfälliger für Schäden.

Indem sie alte Mäuse verwendeten, um zu beobachten, wie sich die Ereignisse der Entzündungsreaktion in Echtzeit entwickeln, beobachteten die Forscher, dass Killer-T-Zellen in großer Zahl im Gehirn älterer Mäuse vorhanden waren. Groh und Kollegen zeigten, dass eine Ansammlung von CD8+-T-Zellen die Degeneration von Axonen – den myelinbedeckten Fortsätzen, die Neuronen verbinden – im normalen alternden Zentralnervensystem der Maus vorantreibt und zum altersbedingten kognitiven und motorischen Rückgang beiträgt.

Darüber hinaus fanden sie heraus, dass entfernte Stellen im Körper diese Immunzellen aktivieren können – und zwar nicht nur dann, wenn Schutzbedarf aus dem Zentralnervensystem selbst besteht. Immunbedrohungen von außerhalb des Zentralnervensystems aktivierten CD8-T-Zellen und führten zu deren Akkumulation.

„Wir zeigen, dass die Ansammlung von CD8+ T-Zellen zur Degeneration von Nervenfasern im Zentralnervensystem normal alternder Mäuse führt, was zum motorischen und kognitiven Verfall beiträgt.“ sagte der Hauptautor Dr. Janos Groh. „Darüber hinaus zeigen wir, dass T-Zell-vermittelte Schäden bei älteren, aber nicht erwachsenen Mäusen durch systemische Entzündungen verschlimmert werden.“

Killer-T-Zellen überfluten das alternde menschliche Gehirn

Die eigentliche Frage ist nun: Gilt das für uns? Zu diesem Zweck untersuchten Groh und Kollegen Gehirnautopsieproben von erwachsenen (25 bis 50 Jahre alten) und älteren (über 70 Jahre) Menschen ohne neurologische Erkrankung. Im Autopsiematerial der weißen Substanz älterer Menschen fanden Groh und Kollegen auch eine erhöhte Dichte von T-Zellen.

„Diese Beobachtungen legen nahe, dass CD8+-T-Lymphozyten auch beim Menschen zu axonalen Störungen und Funktionsstörungen im alternden Zentralnervensystem beitragen könnten“, schlussfolgerten die Forscher. „‚Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die gezielte Behandlung von CD8+-T-Zellen, die mit dem Zentralnervensystem assoziiert sind, bei älteren Erwachsenen den altersbedingten Rückgang der Gehirnstruktur und -funktion abmildern könnte.“

die gezielte Behandlung von CD8+-Zentralnervensystem-assoziierten T-Zellen bei älteren Erwachsenen könnte den altersbedingten Rückgang der Gehirnstruktur und -funktion abmildern

Wegbereiter für die Vorbeugung und Behandlung von Neuroinflammationen

Die Studie zeigt den starken Einfluss von CD8+ T-Zellen auf das normale alternde Gehirn und dass natürlich auftretende Entzündungen das alternde Gehirn anfällig für zusätzliche Schäden durch infektionsbedingte systemische Reize machen.

Dies schafft die Grundlage für zukünftige Forschungen zur Entwicklung von Präventions- und Behandlungsstrategien. Der Schlüssel liegt nun darin, den Prozess genauer zu betrachten, um zu klären, warum und wie der Körper diese Entzündungsreaktion auslöst.

Verweise:
  1. Groh, J., Knöpper, K., Arampatzi, P. et al. Die Ansammlung zytotoxischer T-Zellen im gealterten ZNS führt zur Axondegeneration und trägt zum kognitiven und motorischen Verfall bei. Nat Altern 1, 357–367 (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-021-00049-z
  2. Yuan X, Klein D, Kerscher S, et al. Makrophagenmangel lindert periphere Neuropathie bei alternden Mäusen. J Neurosci. 2018;38(19):4610-4620. doi:10.1523/JNEUROSCI.3030-17.2018
  3. Groh J, Martini R. Neuroinflammation als Modifikator genetisch bedingter neurologischer Störungen des Zentralnervensystems: Pathogenese und Behandlungschancen verstehen. Glia. 2017;65(9):1407-1422. doi:10.1002/glia.23162
  4. Bowman GL, Dayon L, Kirkland R, et al. Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke, Neuroinflammation und kognitiver Verfall bei älteren Erwachsenen [veröffentlichte Korrektur erscheint in Alzheimers Dement. 2019 Feb;15(2):319]. Alzheimer-Demenz. 2018;14(12):1640-1650. doi:10.1016/j.jalz.2018.06.2857
  5. Calsolaro V, Edison P. Neuroinflammation bei der Alzheimer-Krankheit: Aktuelle Erkenntnisse und zukünftige Richtungen. Alzheimer-Demenz. 2016;12(6):719-732. doi:10.1016/j.jalz.2016.02.010


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