Infektionen des ZNS

Infektionen des Zentralnervensystems
Infektionen des Zentralnervensystems sind schwerwiegende, eventuell lebensbedrohliche und – bei überlebenden Patienten - häufig mit erheblichen permanenten Gesundheitseinschränkungen verbundene Erkrankungen. Wir erforschen die Pathogenese zentralnervöser Infektionen im Modell der experimentellen murinen Toxoplasma-Encephalitis und der experimentellen murinen Listeria monocytogenes-Meningoencephalitis. Diese Modelle weisen wesentliche Parallelen mit der menschlichen zerebralen Toxoplasmose beziehungsweise Listeriose auf.

Experimentelle Toxoplasma-Encephalitis
Immundefiziente Personen (Feten, Patienten mit einer Organtransplantation, HIV-infizierte Patienten) sind gefährdet, an einer zerebralen Infektion mit dem Parasiten Toxoplasma gondii zu erkranken. Unbehandelt verläuft die Erkrankung bei immundefizienten Personen letal.
Wir haben im Modell der experimentellen murinen Toxoplasma-Encephalitis mittels immunologischer und molekularbiologischer Techniken wesentliche Faktoren des Nervensystems und des Immunsystems identifiziert, die für eine erfolgreiche Elimination des Parasiten aus dem Gehirn und somit für das Überleben erforderlich sind. Hier sind in erster Linie CD4+ und CD8+ T-Lymphocyten sowie die Mediatoren IFN-γ, TNF und iNOS zu nennen. An den intracerebralen Immunreaktionen sind außer den in das Gehirn spezifisch rekrutierten T-Lymphocyten und Makrophagen hirneigene Zellpopulationen wie Mikrogliazellen, Astrocyten, Ependymzellen, Endothelzellen, Nervenzellen sowie Zellen des Plexus choroideus beteiligt, wobei jede Zellpopulation durch ein spezifisches Reaktionsmuster charakterisiert ist. Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Frage, wie und in welchem Ausmaß Signalkaskaden in hirneigenen Zellpopulationen wie zum Beispiel Astrocyten zur intracerebralen Immunantwort beitragen und welche Rolle sie für die Erregerkontrolle und damit für den Ausgang der Infektion spielen.

Experimentelle Listeria monocytogenes-Meningoencephalitis
Immungeschwächte Personen wie Feten, Neugeborene, Schwangere, Ältere und Diabetiker zeigen eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber einer Infektion mit dem Bakterium Listeria monocytogenes. Listeria monocytogenes kann im Gegensatz zu vielen anderen Bakterien nicht nur eine Meningitis, sondern auch eine Encephalitis und einen Abszess hervorrufen. Insbesondere die Hirnstammencephalitis ist eine gefürchtete und gegebenenfalls lebensbedrohliche Komplikation der zerebralen Listeriose.

Im Modell der experimentellen murinen Listeria monocytogenes-Meningoencephalitis haben wir Makrophagen, Ependymzellen, Zellen des Plexus choroideus und Neurone als intracerebrale Zielzellen des Bakteriums identifiziert. Für die erfolgreiche Bakterien-Elimination sind CD4+ und CD8+ T-Zellen sowie die Mediatoren IFN-γ und TNF unverzichtbar. Um das Gehirn vor dem Übergreifen einer extracerebralen Listeria-Infektion zu schützen, wird es von Listeria-spezifischen CD4+ und CD8+ T-Zellen überwacht, die gezielt zu den intrazerebralen Zielstrukturen des Bakteriums wandern, um diese vulnerablen Strukturen vorsorglich zu schützen.

Dieses experimentelle Modell ist sehr geeignet, um Interaktionen zwischen den in das Gehirn eingewanderten Leukocyten und den durch die Infektion aktivierten hirneigenen Zellen wie Astrocyten, Mikrogliazellen, Endothelzellen, Ependymzellen und Zellen des Plexus choroideus zu studieren und dazu die Beiträge einzelner Zellpopulationen selektiv zu analysieren.