Unser Gehirn hat eine eigene Sorte von Immunzellen, die Mikroglia. Sie beseitigen als Fresszellen Krankheitserreger und Zelltrümmer und regulieren Entzündungsreaktionen. Bei neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer sind sie allerdings überaktiv. „Es wird angenommen, dass krankheitsassoziierte Zustände der Mikroglia zum Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit beitragen“, erklärt ein Team um Paula Sanchez-Molina von der Oregon Health and Science University in Portland. „Ihre Charakterisierung und die Erforschung ihrer Zusammenhänge mit der Pathologie stellen allerdings nach wie vor eine Herausforderung dar.“ Das Problem: Detaillierte Analysen der Zellaktivität finden üblicherweise auf Einzelzellebene statt. Doch die Zellen im Gehirn interagieren stets mit ihrer Umgebung, sodass bisherige Untersuchungen nur einen kleinen Ausschnitt des Gesamtbildes beleuchten konnten.
Einblicke ins Zusammenspiel der Zellen
Nun haben Sanchez-Molina und ihr Team eine Methode entwickelt, um einen umfassenderen Einblick zu gewinnen. Dazu entwickelten sie eine Bildgebungstechnologie weiter, die bisher vor allem in der Krebsforschung zum Einsatz kam und mit der sich zahlreiche verschiedene Zelltypen und Proteinmarker gleichzeitig sichtbar machen lassen. „Mit dieser Methode namens CODEX-CNS können wir im Prinzip das gesamte zelluläre Zusammenspiel im menschlichen Gehirn in einem Bild erfassen, inklusive krankhafter Veränderungen und der Interaktionen zwischen den Zellen“, erklärt Co-Autor Dennis-Dominik Rosmus von der Universität Leipzig.
Die Forschenden untersuchten Gewebeproben aus dem frontalen Kortex von acht Menschen mit Alzheimer und von acht gesunden Kontrollpersonen, die ihre Körper nach ihrem Tod der Wissenschaft zur Verfügung gestellt haben. Dabei machte das Team eine überraschende Entdeckung: „Bei der Hirngewebe-Analyse von Körperspendern identifizierten wir eine bislang unbekannte Zellpopulation, die eng mit bestimmten Eiweißablagerungen im Gewebe verknüpft ist und die im Alzheimergehirn deutlich häufiger vorkommt“, berichtet Rosmus. Wie die Forschenden feststellten, handelt es sich bei diesen Zellen um eine Untergruppe von Mikroglia, die sich bevorzugt in der Nähe von schädlichen Plaques im Gehirn anreichert.
Immunologische Aktivität
Weitere Analysen offenbarten, dass diese Zellen, die die Forschenden als „human plaque-associated microglia“, kurz HPAM bezeichnen, immunologisch sehr aktiv sind. Unter anderem präsentieren sie offenbar Antigene, um andere Immunzellen zu rekrutieren. Zudem produzieren sie zelluläre Marker, die mit der Phagozytose, also mit dem Abbau schädlichen Materials, assoziiert sind. „Das könnte auf eine Rolle von HPAM-Zellen bei der Beseitigung von Amyloid-beta-Plaques hindeuten, die in Zukunft therapeutisch genutzt werden könnte“, schreibt das Forschungsteam. Um die genaue Funktion und das mögliches therapeutische Potenzial dieser speziellen Mikroglia-Population herauszufinden, sind allerdings weitere Untersuchungen erforderlich.
Unabhängig von dem konkreten Anwendungsfall könnte die für die Studie weiterentwickelte CODES-CNS-Methode auch bei weiteren neurologischen Erkrankungen neue Erkenntnisse liefern. „Wir haben mittels CODEX-CNS das Gehirn von Alzheimer-Erkrankten untersucht, aber man kann die Methode auch auf andere Erkrankungen des Gehirns anwenden“, erklärt Rosmus Kollege Peter Wieghofer. Auch die Netzhaut lässt sich damit genauer als je zuvor untersuchen. „Die Methode eröffnet uns neue Möglichkeiten für die personalisierte Medizin und zielgerichtete Therapien“, so Wieghofer.
Quelle: Paula Sanchez-Molina (Oregon Health and Science University, Portland, USA), Nature Neuroscience, doi: 10.1038/s41593-026-02267-3
