Wie Prionen Nervenzellen infizieren

Prionen spielen bei der BSE-Erkrankung von Rindern und der neuen Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit beim Menschen eine Rolle. Bislang war unklar, wie diese Prionen vom Immunsystem ins Nervensystem gelangen. In einer neuen, soeben in «Nature» als «Advanced Online Publication» veröffentlichten Studie, weist Adriano Aguzzi, Professor am Institut für Neuropathologie der Universität Zürich, nach, dass dabei Immunzellen als Vehikel dienen.

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Das Modell eines Prions. (Bild: zVg.)

Die neue Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (vCJK) wird durch eine Infektion mit Prionen ausgelöst. Im fortgeschrittenen Stadium zerstören die Erreger das Gehirn. Prionen gelangen zumeist über die Peripherie, zum Beispiel den Magen-Darm-Trakt, in den Körper. Dort vermehren sie sich ausgerechnet in den Organen des Immunsystems- wie Lymphknoten, Milz und Rachenmandeln. Bisher ungeklärt ist jedoch der Mechanismus, wie Prionen vom Immunsystem in das Nervensystem gelangen. Offenbar gelingt es Prionen, die sich in der Milz angesiedelt haben, über so genannte follikuläre dendritische Zellen (FDCs), periphere Nervenzellen zu infizieren. Dieser Nachweis gelang dem diesjährigen Robert-Koch-Preisträger Adriano Aguzzi und seinen Mitarbeitern Marco Prinz und Mathias Heikenwälder.

Während die Prionen innerhalb weniger Tage nach einer Infektion bei der Maus in die lymphatischen Organe gelangen und sich dort in den FDCs vermehren können, geraten sie über periphere Nervenzellen erst nach Monaten in das zentrale Nervensystem. Den Grund für diese stark verzögerte Neuroinvasion der Prionen sehen die Forscher in der räumlichen Trennung zwischen FDCs und Nervenzellen. Normalerweise bilden die follikulären dendritischen Zellen mit den B-Zellen in der Milz so genannte B-Zell-Follikel (B-Zonen) aus, die in einer gewissen Distanz zu den gut mit Nervenzellen versorgten Blutgefäßen liegen. Die Forscher konnten jetzt beobachten, dass sich die Prionen in Mäusen, bei denen ein bestimmtes Rezeptormolekül für einen Boten- oder Signalstoff des Immunssystems, der Chemokinrezeptor CXCR5, ausgeschaltet ist, mit einer verkürzten Latenzzeit im zentralen Nervensystem nachweisen lassen.

Professor Adriano Aguzzi. (Bild: Christoph Schumacher)

Chemokine steuern die Zirkulation von Immunzellen und sind auch für den räumlichen und funktionellen Aufbau der lymphatischen Organe notwendig. Fehlt der Chemokinrezeptor CXRC5, hat die Milz der Tiere keine B-Zonen. In diesen Zonen der Milz werden normalerweise die B-Zellen für den Abwehrkampf fit gemacht. Fehlen die B-Zonen, lagern sich die follikulären dendritischen Zellen um die Zentralarterie der Milz an. Dort kommen sie in die Nähe von Nervenzellenendigungen. Je enger und häufiger der Kontakt, desto wahrscheinlicher ist eine Prioneninfektion der Nervenzellen, postulieren die Forscher. Je weiter die FDCs von den Nervenzellen räumlich getrennt sind, desto geringer ist offenbar eine effiziente Infektion.

Möglicherweise erklärt diese Erkenntnis, weshalb beim Menschen die Inkubationszeit - die Zeit von der Infektion bis zum Ausbruch der Erkrankung - etwa bei der sporadischen Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, Jahrzehnte, bei der wahrscheinlich durch den BSE-Erreger ausgelösten neuen Variante der Erkrankung, aber nur wenige Jahre dauern kann. Ziel der Forscher ist es, Wege zu finden, den Erreger in der Peripherie in Schach zu halten und seine Ausbreitung durch das Immunsystem sowie das periphere Nervensystem in das Gehirn zu verhindern.