Lieferung auf Abruf: Neue Form der Zellkommunikation im Gehirn entdeckt

Mainz (sr) – Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben eine neue Form der Kommunikation zwischen verschiedenen Zelltypen im Gehirn entdeckt. Die Studie der Mainzer Zellbiologen zeigt, wie die wechselseitige Kommunikation zwischen den verschiedenen Zelltypen dazu beiträgt, die Funktionsfähigkeit der Nervenzellen zu erhalten. Die Forschungsarbeiten wurden vor kurzem im renommierten Fachjournal „PLoS Biology“ veröffentlicht. Die Funktion des Gehirns beruht auf der Kommunikation zwischen elektrisch erregbaren Nervenzellen und den umgebenden Gliazellen, die im Gehirn vielfältige Aufgaben übernehmen. Oligodendrozyten sind eine Art von Gliazellen, die um die Nervenfasern eine isolierende Myelin-Hülle aufbauen. Unabhängig von dieser Isolierung erhalten die Nervenzellen von Oligodendrozyten eine bisher nicht vollständig verstandene Versorgung. Ist diese Versorgung unterbrochen, können Nervenfasern absterben. Dieser Prozess wird bei vielen Myelinerkrankungen, wie z.B. der Multiplen Sklerose, beobachtet und führt zum endgültigen Verlust der Erregungsübertragung durch die Nerven. Oligodendrozyten können, wie andere Zelltypen auch, kleine „Vesikel“ abgeben. Dies sind kleine „Transportcontainer“, die neben Fetten und Proteinen auch Ribonukleinsäuren, also genetische Informationen enthalten. Die Mainzer Wissenschaftler Carsten Frühbeis, Dominik Fröhlich und Wen Ping Kuo haben in ihrer Studie in der Abteilung Molekulare Zellbiologie der JGU festgestellt, dass die als „Exosomen“ bezeichneten Vesikel von den Oligodendrozyten als Antwort auf Nervensignale abgegeben und von den Nervenzellen aufgenommen werden, um dann für deren Stoffwechsel zur Verfügung zu stehen. „Das funktioniert nach dem Prinzip ´Lieferung auf Abruf´‘“, beschreibt Studienleiterin Dr. Eva-Maria Krämer-Albers den Prozess. „Wir glauben, dass es sich dabei um „Care-Pakete“ handelt, die von den Oligodendrozyten zu den Nervenzellen geschickt werden und von diesen aufgenommen werden.“ „Das ganze Paket von Substanzen einschließlich der genetischen Information wird offenbar von den Nervenzellen verwertet“, erläutert Krämer-Albers. Setzt man z. B.  Nervenzellen unter Stress, geht es solchen Zellen, die mit „Care-Paketen“ versorgt wurden, anschließend besser. „Die Versorgung trägt zum Schutz der Neuronen bei und bewirkt wahrscheinlich auch eine Neusynthese von Proteinen“, erklären Carsten Frühbeis und Dominik Fröhlich. Zu den Substanzen, die sich in den Exosomen befinden und in die Nervenzellen geschleust werden, gehören beispielsweise Eiweißstoffe,  die in der Lage sind oxidativen Stress abzubauen. Die Studie zeigt, dass Exosomen der Oligodendrozyten an einer neuartigen, wechselseitigen Zellkommunikation beteiligt sind, die für den dauerhaften Erhalt der Nervenfasern von Bedeutung ist. „Eine solche Interaktion zwischen den Zellen desNervensystems, bei der ein ganzes Paket von Substanzen, einschließlich genetischer Information, ausgetauscht wird, war bisher nicht bekannt“, fasst Dr. Krämer-Albers die Ergebnisse zusammen. „Exosomen erinnern somit an Viren, mit dem kleinen Unterschied, dass sie den Zielzellen keinen Schaden zufügen, sondern einen Vorteil bringen.“ Quelle: Pressemeldung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz vom 11.07.2013