Studie an Mäusen. Ein multidisziplinäres Team von Wissenschaftlern des Institut Pasteur, des CNRS und des Inserm hat die Existenz eines Schaltkreises entdeckt, der an der Erkennung und auch an der Regulierung der entzündungshemmenden Reaktion verschiedener Gehirnregionen beteiligt ist. Dieser Schaltkreis erkennt Entzündungen im Blut und organisiert und reguliert die Immunantwort. Es stellt eine bidirektionale Verbindung zwischen dem Gehirn und dem Immunsystem dar. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Neuron veröffentlicht .
Immer wenn Infektionen oder Verletzungen auftreten, wird das Immunsystem aktiviert, um die Infektion zu kontrollieren und beschädigtes Gewebe zu reparieren. Bei diesem Prozess werden entzündungsfördernde Mediatoren freigesetzt , die das Gehirn über den Immunstatus des Körpers informieren und die Immunantwort koordinieren. Als Reaktion auf dieses Signal löst das Gehirn eine komplexe Reaktion aus, die als „Krankheitsverhalten“ bekannt ist und deren Zweck darin besteht, Energie auf verschiedene Systeme im Körper umzuverteilen. Dieser Zustand geht mit Verhaltensänderungen einher, darunter soziale Vermeidung und Lethargie, Stoffwechselanpassungen wie Fieber und Appetitlosigkeit sowie die Freisetzung von Hormonen wie Kortison, um die Infektionsresistenz zu erhöhen und gleichzeitig die Immunantwort zu regulieren.
In dieser Studie entdeckte eine multidisziplinäre Gruppe bestehend aus Neurobiologen und Immunologen des Institut Pasteur, des Inserm und des CNRS einen neuartigen Schaltkreis, den das Gehirn nutzt, um den Entzündungsgrad im Blut zu messen und als Reaktion darauf die Entzündung zu regulieren. Eine als Vaguskomplex bekannte Region des Hirnstamms erfasst direkt die Menge und Art der Entzündungshormone im Blutkreislauf. Diese Informationen werden dann an Neuronen in einer anderen Region des Hirnstamms, dem Nucleus parabrachialis , weitergeleitet , der ebenfalls Informationen über Schmerzen und bestimmte aversive oder traumatische Erinnerungen empfängt. Diese Neuronen wiederum aktivieren Neuronen im Hypothalamus , was zu einem schnellen Anstieg von Cortison , einem Hormon mit entzündungshemmenden Eigenschaften, im Blut führt.
Um diesen Schaltkreis zu identifizieren, verwendeten die Wissenschaftler modernste neurowissenschaftliche Ansätze und konnten so die beteiligten Neuronen bei Entzündungen einzeln beobachten. Die Experten beobachteten, wie die Aktivität bestimmter Neuronen im parabrachialen Kern die Produktion weißer Blutkörperchen regulieren könnte, die an der Immunantwort beteiligt sind. „Diese Forschung zeigt, dass allein die neuronale Aktivität im Gehirn einen starken Einfluss auf die Entwicklung von Immunantworten bei Infektionen oder Verletzungen haben kann. Daher ist sie ein klares Beispiel für die starke bidirektionale Verbindung zwischen Körper und Gehirn. Sie treibt auch unsere Forschung an.“ Ziel ist es, den Einfluss unseres Gehirns auf die Art und Weise zu entdecken, wie wir mit Mikroben interagieren, Krankheitserreger bekämpfen und Wunden heilen“, erklärt Gérard Eberl, Leiter der Abteilung Mikroumgebung und Immunität am Institut Pasteur.
Die Entdeckung dieses Schaltkreises eröffnet neue Forschungsmöglichkeiten, die gemeinsam zu den Bereichen Neurobiologie und Immunologie beitragen werden: „Diese Studie gibt uns zusätzliche Werkzeuge an die Hand, um die Auswirkungen systemischer Entzündungen auf unser Gehirn, unsere Stimmung und bestimmte neurodegenerative Prozesse besser zu verstehen“, fügt Gabriel Lepousez hinzu. Neurobiologe an der Abteilung Wahrnehmung und Gedächtnis (Institut Pasteur/CNRS).
Angesichts der etablierten Rolle des parabrachialen Kerns bei aversiven Gedächtnisprozessen könnten potenzielle Infektionsgefahren vermieden werden, wenn dieser Schaltkreis mit der Erinnerung an vergangene entzündliche oder aversive Erfahrungen reaktiviert wird. Durch die Nutzung dieser neuroimmunen Kommunikation könnte das Immunsystem von der Fähigkeit des Gehirns profitieren, Bedrohungen in unserer Umgebung vorherzusagen und zu antizipieren.
Diese Forschung wurde von den oben genannten Organisationen sowie von AG2R-LA MONDIALE und MTRL finanziert.
