Hjerneskader efter infektioner kan reduceres

Hjernen har sit eget immunsystem. Her findes immunceller som man ikke finder andre steder i kroppen, og de spiller en afgørende rolle, når hjernen rammes af virusinfektioner som fx herpes simplex. Desværre overreagerer immunsystemet nogle gange, og det kan give skader i hjernen. I de tilfælde handler det om at få slukket immunaktiviteten. Hvordan denne "brandslukning" kan foregå, er et forskerhold fra Aarhus Universitet under ledelse af lektor Line S. Reinert nået så langt med at kortlægge, at deres resultater for nylig er blevet offentliggjort i Journal of Clinical Investigation.

Den nye viden kan få betydning for forståelse og behandling af en række sygdomme i hjernen, hvor man ved, at immunsystemet er overaktiveret.

Sådan reagerer hjernen på en infektion

Før i tiden mente man, at hjernen var så godt beskyttet af blod-hjerne barrieren, at den ikke havde brug for noget immunsystem, og vores viden om sygdomsmekanismerne i hjernen er fortsat sparsom, fordi hjernen er så utilgængelig. Man kan ganske vist undersøge spinalvæske, men det er fx ikke nemt udtage vævsprøver af hjernen, så forskerholdet er gået en anden vej: De har undersøgt hjerner fra mus og hjernevæv fra mennesker, der er døde af infektioner i hjernen. Her har de fået hjælp fra kolleger i Holland, hvor fem patienter døde af en herpes simplex-infektion i hjernen. Desuden har Line Reinert og hendes forskerkolleger dyrket særlige typer af hjerneceller i laboratorierne på Institut for Biomedicin. 

På den måde er forskerholdet kommet langt i at kortlægge og forstå, hvordan hjernen reagerer på en infektion:

"Vi ved nu, hvordan herpes simplex-virus vandrer ind i hjernen gennem ganglierne, altså nervecellerne. Inde i hjernecellerne formerer virus sig og kan så sprede sig fra nervecelle til nervecelle. Hos mus ender virus i hjernestammen, men hos mennesker angribes den frontale del af hjernen også", forklarer Line Reinert. Det viste sig fx at være tilfældet hos de hollandske patienter. En undersøgelse af deres hjerner viste, at den i nogle områder indeholdt særligt meget virus, og at der i disse områder var rigtig mange døde hjerneceller. 

"Ved en virusinfektion slår hjernecellerne alarm ved at producere interferon, et protein med en række funktioner. Det hindrer blandt andet virus i at formere sig, og det opregulerer andre proteiner, så immunforsvaret forstærkes."

En celletype, kaldet mikroglia, fungerer billedligt talt som hjernens brandmand i forsøget på at nedkæmpe infektionen. Men ligesom en brandmand kan gøre mere skade end gavn ved at pøse alt for meget vand på en brand og på den måde ødelægge huset, kan hjernens alarmsystem også overreagere og begynde at ødelægge hjernevævet, har det vist sig.

En hårfin balance at undgå celledød

"Så hvordan får vi slukket for et immusystem, der overreagerer? Det er det, vi har undersøgt, og vi har blandt andet opdaget, at infektioner i hjernen udløser celledød. Den kan ske på mange forskellige måder, hvoraf nogle er fredelige, mens andre er skadelige. Den fredelige måde at komme af med de immunceller, der overreagerer, er at hjernen starter en programmeret celledød, kaldet apoptosis. Den får nervecellerne til nærmest at rynke sammen som en rosin," siger Line Reinert.

Forskerne har undervejs arbejdet med hjernerne og hjerneceller fra to stammer mus. I den ene stamme reagerede hjernen på infektioner ved at udløse celledød, apoptosis, mens apoptosis ikke forekom i den anden stamme. Ved at bruge disse to musestammer har forskerne kortlagt, at to proteiner, kaldet cGAS og STING spiller en vigtig rolle ved at styre den hårfine balance mellem at aktivere immunsystemet og samtidig undgå celledød, hvis immusystemet er overaktivt. Det har understreget, at hjernens selvregulering af apoptosis spiller en nøglerolle for at begænse skader i hjernen. Forskerne oplever i øjeblikket intens interesse for udvikling af stoffer som kan aktivere og hæmme STING og bruges klinisk. ”Derfor er fuld forståelse af den underliggende biologi helt afgørende.” understreger Line Reinert.

Det er netop hjernens selvregulering, som forskerne arbejder med, og næste trin er at undersøge, om der kan drages nytte af de nye fund, fx ved at undersøge om det er de samme mekanismer, der er på spil i andre hjernesygdomme, hvor immunsystemet er overaktiveret. Det inkluderer dissemineret sklerose, alzheimers sygdom og Parkinsons sygdom.

"Vi håber at finde behandlingsmetoder inden for molekylærmedicinen som enten blokerer eller aktiverer hjernens respons på infektioner", sammenfatter Line Reinert.

Bag om forskningsresultatet:

Der er tale om grundforskning.

Forskergruppen tæller 21, heraf 10 medlemmer fra Institut for Biomedicin. Undersøgelsen er ledet af lektor Line S. Reinert og udført med hjælp fra forskere i Sverige og Holland samt forskere på Universitetshospitalet i Skejby. 

Forskningen er udført med støtte fra Lundbeckfonden og Det Frie Forskningsråd

Link til artiklen i Journal of Clinical Investigation: https://doi.org/10.1172/JCI136824

Kontakt

Line S. Reinert er lektor ved Institut for Medicinsk Mikrobiologi og Immunologi, Aarhus Universitet.

Direkte telefon: 30642210

Mail: line.reinert@biomed.au.dk