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Einige Nervenzellen lösen gezielt Entzündungen aus

 
, Medizinischer Redakteur
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
 
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01 May 2024, 09:00

Einzelne Nervenzellen des Gehirns aktivieren Immunproteine, um bestimmte unangenehme Ereignisse im Gedächtnis zu festigen.

Die Gedächtnisbildung ist mit der Transformation von Netzwerken von Nervenzellen verbunden. Einige Verbindungen zwischen Neuronen werden gestärkt, andere entstehen und einige verschwinden. Transformationen gehen mit intensiven Veränderungen im genetischen und molekularen Apparat einher. Oft entdecken Wissenschaftler das eine oder andere Gen oder Protein, das an der Gedächtnisbildung beteiligt ist und Informationen speichert. Der gesamte molekulargenetische Mechanismus der Gedächtnisunterstützung bleibt uns jedoch weiterhin ein Rätsel.

In ihrer jüngsten Arbeit beschrieben Wissenschaftler eine Gruppe von Nervenzellen im Hippocampus. Der Funktionsmechanismus dieser Strukturen ist relativ klar geworden: Nach speziellen DNA-Schäden werden in ihnen Entzündungsprozesse ausgelöst.

Vertreter der A. Einstein School of Medicine führten ein Experiment an Nagetieren durch: Unter bestimmten Bedingungen wurde ein schwacher Strom an ihre Pfoten geleitet, wodurch die Methode zum Erinnern an unangenehme Ereignisse aktiviert wurde. Wenn das Nagetier dann wieder in denselben Käfig gebracht wurde, in dem es den Schock erhalten hatte, erstarrte das Tier vor Schreck und zeigte damit eine Stressreaktion. Laut Wissenschaftlern bildet sich in bestimmten Nervenzellen des Hippocampus nach Stressbelastung eine Entzündungsreaktion aufgrund der Kommunikation mit dem Proteinwirkstoff TLR9 oder Toll-like-Rezeptoren.

Dieser Rezeptortyp gehört zur Klasse der angeborenen Immunabwehr: Sie zeigen eine Reaktion auf Manifestationen, die für große pathogene Gruppen typisch sind. Bei einer Bedrohung initiieren diese Rezeptoren bestimmte Prozesse innerhalb der Zellstruktur und benachrichtigen benachbarte Zellen und das Immunsystem über das Problem.

In gewöhnlichen Nervenzellen des Hippocampus werden Gedächtnisgene nach einer DNA-Schädigung schnell aktiviert. Das Protein TLR9 wird benötigt, um die notwendigen Informationen im Gedächtnis zu speichern: Wenn dieses Protein ausgeschaltet war, erinnerten sich die Nagetiere lange Zeit nicht an eine unangenehme Situation – insbesondere an den Stress, den sie erlebten, als sie einem elektrischen Strom ausgesetzt waren.

Wie wird TLR9 aktiviert? DNA erschien im Zytoplasma von Nervenzellen, die in speziellen Membranbläschen untergebracht waren. Aktives TLR9 löste den Prozess der DNA-Reparatur aus: In diesem Fall erschien eine ganze Reihe von regulatorischen Proteinen, und DNA-Partikel wurden am Zellorganell – dem Zentrosom – gruppiert. So lösten DNA-Partikel, die auf genomische Schäden hinwiesen, zusammen mit TLR9 und anderen Proteinsubstanzen die DNA-Reparatur im Zellkern aus. Dieser gesamte Prozess verfolgte nur ein Ziel – die Bildung eines Langzeitgedächtnisses.

Trotz der Tatsache, dass TLR9 ein Immunprotein ist, das mit der Entzündungsreaktion in Zusammenhang steht, sprechen wir nicht von einem Entzündungsprozess im vollen Sinne des Wortes: Nervenzellen funktionieren weiterhin und existieren normal. Insgesamt werden zwei ähnliche Mechanismen der Immunität und des neuronalen Gedächtnisses verwendet, die über denselben molekularen Werkzeugsatz verfügen. Es ist durchaus möglich, dass es in einigen Stadien noch Unterschiede gibt. Diese Fragen müssen Wissenschaftler jedoch in nachfolgenden Studien untersuchen.

Details zum Nature-Magazin 

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