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Infektionsschutz
Bakterien als Grenzwächter zum Gehirn

Die Blut-Hirn-Schranke ist eine wichtige Barriere im Körper. Sie verhindert, dass Krankheitserreger, Giftstoffe und bestimmte Medikamente aus dem Blut ins Gehirn gelangen können und die Nervenzellen schädigen. Schwedische Forscher haben nun bei Mäusen beobachtet, dass die Blut-Hirn Schranke durchlässig wird, wenn die Tiere unter keimfreien Bedingungen aufwachsen.

Von Christine Westerhaus | 20.11.2014

    Auf dem Weg ins Gehirn ist es ein bisschen so wie am Eingang einer Disko: Nur wer die richtige Größe und das passende Äußere hat, kommt vorbei an den Türstehern – beziehungsweise an den zellulären Verbindungen und Rezeptoren, die die so genannte Blut-Hirnschranke bilden. Damit diese Barriere funktioniert und das Gehirn vor schädlichen Substanzen schützen kann, müssen bei ihrer Entstehung offenbar auch Bakterien mit von der Partie sein. Das haben Sven Pettersson und seine Kollegen nun bei Mäusen beobachtet, die in keimfrei aufgewachsenen Muttertieren herangereift waren
    "Die Blut-Hirnschranke schließt sich in der letzten Phase der Schwangerschaft. Dieser Prozess wird offenbar von den mütterlichen Bakterien beeinflusst, denn wir beobachten, dass diese Barriere bei den Nachkommen keimfreier Muttertiere durchlässiger ist, als bei besiedelten Tieren. Wenn man diesen Mäusen zu einem späteren Zeitpunkt die Bakterien ihrer Artgenossen verabreicht, schließt sich die Blut-Hirn Schranke aber wieder."
    Zudem haben die Forscher am Karolinska Institut in Stockholm beobachtet, dass die Stoffwechselprodukte bestimmter Mikroben ein Protein beeinflussen, das an der Bildung so genannter Tight junctions beteiligt ist. Diese dichten Verbindungen verschließen die Zwischenräume zwischen Zellen und bilden somit einen wichtigen Teil der Blut-Hirnschranke. Warum die körpereigenen Bakterien auf diese Barriere wirken, ist bisher unklar. Sie könnten dem Körper aber indirekt dabei helfen, eine klare Grenze zu ziehen zwischen seinen eigenen Zellen und den Bakterien, die er nur in bestimmten Bereichen seines Körpers beherbergt, meint Sven Pettersson.
    Schranke herunter bei Bakterienkontakt
    "Das ist nur eine Vermutung, aber eine mögliche Erklärung wäre, dass die Bakterien eine Toleranz zwischen dem Immunsystem des Neugeborenen und sich selbst etablieren, indem sie die Blut-Hirnschranke beeinflussen. Wenn das Neugeborene mit Bakterien in Kontakt kommt, muss es lernen, mit ihnen zusammen zu leben und sich gleichzeitig von ihnen abzugrenzen. Und das geschieht durch Barrieren wie die Blut-Hirnschranke oder die Darmwand. Sie trennen den von Bakterien besiedelten Teil des Körpers von den keimfreien Bereichen."
    Die Blut-Hirn Schranke ist auch für Bakterien undurchlässig – zumindest, so lange sie intakt ist. Doch manche neurologischen Erkrankungen führen dazu, dass diese Barriere gestört wird. Dann können auch Substanzen in das Gehirn gelangen, die dort eigentlich nicht hingehören. Hier könnte man therapeutisch eingreifen, meint Sven Pettersson. Mit Bakterien.
    "Bei der Multiplen Sklerose beispielsweise hat man gesehen, dass die Blut-Hirnschranke durchlässiger wird und dass es infolge dessen zu einem neuen Krankheitsschub kommt. Hier könnte man beispielsweise Medikamente entwickeln, die die Bakteriengemeinschaft verändern, so dass diese Barriere gefestigt wird. Bei Hirntumoren wiederum gibt es das Problem, dass viele Krebsmedikamente die Blut-Hirnschranke nicht passieren können. Hier könnte man auf die Bakterien einwirken und mit ihrer Hilfe die Durchlässigkeit der Barriere erhöhen."
    Dass sich diese zelluläre Schranke auch kurzfristig durch die Stoffwechselprodukte der Bakterien beeinflussen lässt, haben die Forscher bereits zeigen können. Sie halten es daher grundsätzlich für möglich, dass Antibiotikabehandlungen die Durchlässigkeit dieser Barriere zumindest zeitweise verändern können. Sven Pettersson vermutet zudem, dass sich die Funktion der Blut-Hirn Schranke im Alter verändern könnte, da sich die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft im Laufe des Lebens wandelt. Deshalb möchte er nun auch beim Menschen untersuchen, wie die Bakterien auf diese Barriere wirken und welche Rolle das Alter, das Geschlecht und der Gesundheitszustand dabei spielen. Dabei interessiert ihn besonders, was während der Schwangerschaft vor sich geht.
    "Unsere Beobachtungen zeigen, dass die mütterliche Bakteriengemeinschaft eine wichtige Rolle bei der Bildung der Blut-Hirn Schranke spielen. Und das bedeutet, dass Störungen in dieser Gemeinschaft dazu führen können, dass die normale Entwicklung des Gehirns gestört wird. Natürlich nicht so, dass dadurch gleich ein Loch im Gehirn entsteht. Aber Dinge wie Schwangerschaftsdiabetes oder andere Komplikationen könnten das Risiko erhöhen, dass ein Kind später im Leben Probleme mit Stress oder ähnlichem bekommt. Daher wird es besonders interessant sein, die Bakteriengemeinschaft Schwangerer genauer zu untersuchen."