Die Hirnhäute, die unser Gehirn umgeben, sind durchzogen von Lymphgefäßen. Die Lymphflüssigkeit, die diese Kanäle durchströmt, enthält nicht nur zahlreiche Immunzellen, sondern trägt auch dazu bei, Abfallstoffe aus dem Gehirn abzutransportieren. Frühere Studien an Mäusen haben bereits gezeigt, dass die Beschädigung dieser sogenannten meningealen Lymphgefäße zu Symptomen führt, die der Alzheimer-Demenz ähneln. Die genauen Mechanismen waren allerdings noch unklar.
Gestörte Müllabfuhr
Nun hat ein Team um Kyungdeok Kim von der Washington University in St. Louis bei Mäusen detailliertere Einblicke gewonnen, wie das Lymphsystem die Gehirnfunktion beeinflusst. Dazu zerstörten die Forschenden die meningealen Lymphgefäße einiger Mäuse und unterzogen die Tiere danach Gedächtnistests. Erwartungsgemäß schnitten die Individuen mit den beschädigten Lymphgefäßen deutlich schlechter ab als ihre unbehandelten Artgenossen.
Eine Untersuchung der Gehirne der Mäuse offenbarte, dass sich durch das fehlende System zum Abtransport von Abfallstoffen schädliche Moleküle im Gehirn anhäufen. Die hirneigenen Immunzellen, genannt Mikroglia, versuchen zwar, die Reinigung zu übernehmen, sind damit aber überfordert. Als Reaktion darauf produzieren diese Mikroglia ein Immunprotein namens Interleukin 6 (IL-6) – eine Art Notsignal, wie das Team berichtet. Der erhöhte IL-6-Spiegel wiederum beeinträchtigt die hemmenden Synapsen im Gehirn. Diese sorgen normalerweise dafür, dass nur tatsächlich relevante Signale weitergeleitet werden, während andere unterdrückt werden. Bleiben die hemmenden Signale aus, ist die Kommunikation zwischen den Nervenzellen gestört und die Gehirnfunktion beeinträchtigt.
Verjüngungskur für alternde Mäuse
Ähnliche Effekte zeigen sich natürlicherweise im Alter. Bei Mäusen, die mit zwei Jahren ein für diese Tierart hohes Alter erreicht hatten, stellten Kim und seine Kollegen fest, dass bei ihnen die meningialen Lymphgefäße schlechter durchlässig waren und auch der Abtransport der Abfallstoffe schlechter funktionierte. Als Folge war auch bei diesen Tieren das Verhältnis hemmender und erregender Synapsen im Gehirn verschoben, einhergehend mit kognitiven Beeinträchtigungen. Der IL-6-Spiegel war im Vergleich zu jungen Mäusen ebenfalls erhöht.
Verabreichten die Forschenden den alten Tieren jedoch ein Medikament, das das Wachstum der Lymphgefäße fördert, sank der IL-6-Spiegel und die hemmenden Synapsen wurden wieder aktiver. Auch das Gedächtnis der Mäuse verbesserte sich. Anders als zuvor erkannten die Tiere nun, ob sie ein in ihrem Käfig platziertes Objekt schon einmal gesehen hatten. Legten die Forschenden sowohl ein neues als auch ein bekanntes Objekt in den Käfig, interessierten sich die behandelten Mäuse mehr für das neue Objekt. Unbehandelte alte Mäuse dagegen untersuchten auch das eigentlich bekannte Objekt so, als sähen sie es zum ersten Mal.
