Invasion und Emigration von Leukozyten in das und aus dem zentralen Nervensystem: Untersuchungen mit grün fluoreszierenden Zellen

Abstract

Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste neuroimmunologische Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS) in Europa. Nach derzeitigem Kenntnisstand wird diese autoimmune Erkrankung durch unterschiedliche Mechanismen vermittelt. Zum einen kommt es zum Eindringen autoreaktiver CD4+ T-Helfer Zellen in das ZNS (Sospedra and Martin 2005) und damit zum Auslösen einer gegen Bestandteile der Markscheide gerichteten Immunreaktion. Zum anderen werden antigenpräsentierende Zellen, wie ortständige Mikroglia und aus dem Blut abstammende Makrophagen rekrutiert, die zur Induktion und Regulation der Intensität T-zellvermittelter Entzündung und Parenchymschäden in MS Läsionen beitragen (Raivich and Banati 2004). In unserer Arbeitsgruppe wurde an der Frage gearbeitet, ob aus dem Blut stammende Leukozyten die Zonen axonaler Degeneration infiltrieren. Dafür nutzen wir das Modell der entorhinalen Kortexläsion (entorhinal cortex lesion; ECL), welches seit über 30 Jahren zur Untersuchung axonaler Sprossung und reaktiver Synaptogenese in Regionen axonaler Degeneration eingesetzt wird (Lynch et al. 1972, Ramirez 2001). Zum einen konnten wir zeigen, dass es in den Zonen axonaler Degeneration zur Einwanderung monozytärer, aus dem Blut stammender Zellen kommt, und zum anderen, dass dieser Befund bei knochenmarktransplantierten Tieren unabhängig von Transplantation und vorausgegangener Radiatio waren. Nach Etablierung eines Protokolls zur histologischen Aufarbeitung ganzer Köpfe und Hälse unter Bewahrung des Signals von grün fluoreszierendem Protein (green fluorescent protein; GFP), konnten wir nachweisen, dass CD4+ T-Zellen, eine Subpopulation von Leukozyten, in der Lage sind, über präformierte, schon länger für lösliche Antigene postulierte Drainagewege (Cserr and Knopf 1992) das ZNS zu verlassen. Die Wanderung der T-Zellen konnte von uns entlang der Filae olfactoriae, durch die Lamina cribrosa bis unter die nasale Riechschleimhaut dargestellt werden. Von hier hatten die T-Zellen Zugang zu nasalen lymphatischen Abflusswegen und erreichten die zervikalen Lymphknoten (LK) in einem definierten zeitlichen Schema.

Multiple sclerosis is the most frequently occurring neuroimmunological diseases of the central nervous system (CNS) in Europe. Current theories as to the origins of this disease point to different mechanisms. Recent research has shown an infiltration of autoreactive CD4+ T-helper cells into the CNS (Sospedra and Martin 2005) and the induction of an immunological reaction against parts of the myelin sheath. In addition it has also been observed that there is a recruitment of antigen-presenting cells, e.g. resident microglia and blood derived macrophages, which contributes to the induction and regulation of t-cell mediated inflammation and white matter lesioning (Raivich and Banati 2004). Using the entorhinal cortex lesion as a model of axonal degeneration in the CNS (Lynch et al. 1972, Ramirez 2001), we sought to answer the question as to whether or not blood-derived leukocytes infiltrate such zones of axonal degeneration. We were able to demonstrate that there is a migration of blood-derived monocytic cells into the zones of axonal degeneration and that this is not an artefact of irradiation or bone marrow transplantation. After the establishment of a protocol which allowed the cross-sectioning of an entire head-neck preparation while preserving the signal of green fluorescent protein (GFP), we show that CD4+ t cells are able to leave the CNS by using pre-existing soluble antigens pathways (Cserr and Knopf 1992). We monitored the temporal and spatial passage of these GFP expressing t-cells along the filiae olfactoriae, through the cribroid plate, their appearance in the nasal mucosa, and finally, their accumulation in one specific cervical lymph node.