Darm-Hirn-Achse eröffnet neue Therapieansätze bei Krebs und Autoimmunerkrankungen

Immunzellen wandern vom Darm ins Gehirn

Zum ersten Mal dokumentierte ein Forschungsteam, wie Immunzellen aus dem Darm und der Haut ins Gehirn einwandern. Dem Team ist es auf diese Weise gelungen, die sogenannte „Darm-Hirn-Achse“ sichtbar zu machen. Diese Verbindung ist Gegenstand zahlreicher neuer Forschungsarbeiten und soll viele Krankheiten beeinflussen, darunter Depressionen, Alzheimer, Autoimmunerkrankungen, Adipositas, Krebs und Multiple Sklerose (MS).

Forschende der Technischen Universität München (TUM) und des LMU Klinikums München konnten erstmals mit Hilfe von violettem Licht die Wanderung der T-Zellen vom Darm ins Zentrale Nervensystem beobachten. Die Forschungsarbeit schafft der Arbeitsgruppe zufolge die Basis für neue Therapiemöglichkeiten, beispielsweise bei Krebs oder MS. Die Ergebnisse wurden kürzlich im renommierten Fachjournal „Nature Immunology“ vorgestellt.

Die Wanderung der T-Zellen

Das Team um Professor Thomas Korn entwickelte eine neue Methode, mit der bestimmte Proteine in Mäusen markiert wurden. Mittels dieser photokonvertierbaren Proteine konnten unter violettem Licht T-Zellen in Lymphknoten, im Darm sowie in der Haut sichtbar gemacht werden. Auf diese Weise konnte das Team optisch nachverfolgen, wie die T-Zellen von den Ausgangspunkten ins ZNS wanderten.

T-Zellen tragen Umwelteinflüsse ins Gehirn

Dabei zeigte sich, dass T-Zellen aus der Haut in die graue und weiße Substanz des Zentralen Nervensystems einwanderten. T-Zellen aus dem Darm wanderten nach Angaben der Arbeitsgruppe fast ausschließlich in die weiße Substanz. Die Forschenden konnten die Herkunft der aus dem Darm stammenden T-Zellen im Gehirn immer noch ablesen.

„Diese Erkenntnisse sind so bedeutsam, da damit erstmals gezeigt wurde, dass Umwelteinflüsse die T-Zellen in den Darm- oder Hautlymphknoten prägen und dann diese Informationen mit in die Organe transportieren, die weit entfernt liegen“, erklärt Professor Korn.

„Die Eigenschaften der T-Zellen sind dabei so stabil, dass wir feststellen konnten, ob die Immunreaktionen durch Haut- oder Darm-T-Zellen beeinflusst werden“, fügt Dr. Eduardo Beltrán hinzu. Er war maßgeblich an der bioinformatischen Analyse der untersuchten Immunzellen beteiligt.

Welchen Einfluss hat die Wanderung auf Krankheiten?

Es ist schon lange bekannt, dass das Immunsystem von Umweltfaktoren beeinflusst wird. Bei Betroffenen mit Multipler Sklerose macht sich dies auch im ZNS bemerkbar, beispielsweise durch Schübe der Autoimmunerkrankung, die im ZNS angestoßen werden.

Die Informationen, die von den T-Zellen zum Beispiel im Darm gesammelt werden, gelangen über die Darm-Hirn-Achse ins ZNS und somit auch ins Gehirn und ins Rückenmark, wo dann die heftigen Immunreaktionen ausgelöst werden. Woher die T-Zellen stammen und wie sie dort hingelangen, konnte nun erstmals nachvollzogen werden.

„Wüsste man nämlich, ob Darm- oder Hautzellen die Erkrankung ausgelöst haben, könnte man die T-Zellen am Ausgangspunkt der Erkrankung behandeln und Vorhersagen für das Fortschreiten der chronischen Entzündung und der Autoimmunität treffen“ verdeutlicht Studienerstautor Michael Hiltensperger. Dies sei ein völlig neuer Ansatz bei MS, aber auch bei anderen Autoimmunerkrankungen. Ebenso bei Krebs könne dieser Ansatz zum Durchbruch für neue Therapien führen, wie die Forschenden betonen. (vb)