Purkinje-Zellen können eine unerwartete Verbindung zu Stimmungsschwankungen haben
Neurone im Kleinhirn, die mit Herpesvirus infiziert sind, können die psychische Gesundheit beeinflussen.
Immunofluoreszenz-Bild von der zerebellaren Kortexregion von bipolaren Patienten, das Proteine von menschlichen Herpesviren (rot) in Purkinje-Neuronen zeigt. Astrozyten sind grün gefärbt.
Quelle: Team Prusty an der Universität Würzburg
Zum ersten Mal haben Forscher der Universität Würzburg festgestellt, dass eine aktive Infektion von Purkinje-Neuronen im Kleinhirn mit einem humanen Herpesvirus (HHV-6) mit einigen psychiatrischen Erkrankungen einhergeht. Ihr Aufsatz “Aktive HHV-6-Infektion zerebellärer Purkinje-Zellen bei Stimmungsstörungen” wurde kürzlich zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Frontiers in Microbiology angenommen .
Der erste Autor Bhupesh Prusty vom Institut für Virologie und Immunbiologie der Universität Würzburg und sein Team für Mikrobiologie in Deutschland arbeiteten mit Kollegen in den USA am Stanley Medical Research Institute (SMRI) zusammen, um diese überraschende Entdeckung über Purkinje-Neuronen und -Stimmung zu machen Störungen.
Zeichnung von Tauben Purkinje Zellen (A) im Kleinhirn von Santiago Ramón y Cajal, 1899.
Quelle: Wikipedia Commons / Instituto Santiago Ramón y Cajal, Madrid, Spanien
Über Jahrhunderte glaubten die meisten Experten, dass die einzigartigen Purkinje-Zellen des Kleinhirns, die den zerebellären Kleinhirnausgang vom “kleinen Gehirn” zum zerebralen Kortex als Teil unserer zerebro-zerebellären Schaltkreise liefern, nur eine Rolle bei nicht-kognitiven motorischen Funktionen wie z als Feinabstimmung koordinierte Muskelbewegungen im Alltag und Sport.
Seit Beginn des 21. Jahrhunderts hat die Pionierarbeit von Jeremy Schmahmann und seinen Kollegen am Massachusetts General Hospital der Harvard Medical School zu einer wachsenden Akzeptanz geführt, dass das Kleinhirn und seine Purkinje-Neuronen auch an einer Vielzahl von nichtmotorischen Funktionen beteiligt sind. (Für mehr sehen Sie, “Jeremy Schmahmann entwirrt die Ratlosigkeit unseres Kleinhirns” und “das Kleinhirn beeinflusst tief unsere Gedanken und Gefühle.”)
Kleinhirn (lateinisch für “kleines Gehirn”) in rot.
Quelle: Wikipedia Commons / Life Sciences Datenbanken
Die Purkinje-Zellinfektionsrate ist mit bipolaren und schweren depressiven Störungen verbunden
Der Zusammenhang zwischen virusbedingter Hirnentzündung und affektiven Störungen war bisher für Neurowissenschaftler schwer zu durchschauen. Prusty und seine in Deutschland ansässige Gruppe hatten die Vermutung, dass die menschlichen Herpesviren HHV-6A und HHV-6B eine wichtige Rolle bei der Entstehung bestimmter psychiatrischer Störungen wie bipolarer Störung, Schizophrenie und schwerer depressiver Störungen spielen könnten. Um diese mögliche Verbindung zu untersuchen, schlossen sie eine Partnerschaft mit zwei der größten menschlichen Gehirnbiopsiekohorten von SMRI, die mit der Stanley Abteilung für Entwicklungsneurovirologie an der Johns Hopkins Universität verbunden ist.
“Angeborene Faktoren haben seit langem bekannt, dass sie das Risiko für die Entwicklung verschiedener Arten von psychiatrischen Erkrankungen, einschließlich bipolarer Störungen, schwerer depressiver Störungen und Schizophrenie, erhöhen”, sagte Bhupesh Prusty in einer Stellungnahme. “Es gibt jedoch auch starke Hinweise darauf, dass Umweltfaktoren, insbesondere diejenigen, die früh zu einer Neuroinflammation führen, eine wichtige ätiologische Rolle in der Pathogenese dieser Erkrankungen spielen könnten. Viren sind solch ein Umweltfaktor. Pathogene können die Entwicklung des Nervensystems und die Kommunikation mit dem Immunsystem in wichtigen Entwicklungsstadien stören. ”
Bemerkenswerterweise erholen sich Kinder, die in jungen Jahren mit einem menschlichen Herpesvirus infiziert sind, in der Regel wieder und zeigen später keine Komplikationen. Prusty et al. spekulieren, dass diese Viren in verschiedenen Organen, Speicheldrüsen und Geweben im gesamten zentralen Nervensystem über eine Lebensspanne schlummern können. Unter bestimmten Umweltbedingungen (die nicht klar verstanden werden) scheint es, dass menschliche Herpesviren auch nach Jahren der Latenz wieder aktiv werden können.
“Wir konnten eine aktive Infektion von HHV-6 vorwiegend in Purkinje-Zellen des menschlichen Kleinhirns bei Patienten mit bipolarer und schwerer depressiver Störung finden”, sagte Prusty in einer Zusammenfassung der Bedeutung dieser Studie. “Die Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass HHV-6-Viren in der Lage sind, Neuronen zu infizieren und möglicherweise kognitive Störungen zu verursachen, die zu einer affektiven Störung führen.”
Interessanterweise fanden die Forscher einen starken Zusammenhang zwischen HHV-6A-Infektion und reduzierter Purkinje-Zellgröße. Dies legt nahe, dass die virusvermittelte abnormale Purkinje-Zellfunktion in einigen Fällen mit einer bipolaren Störung und einer schweren Depression in Verbindung gebracht werden kann. Eine Analyse von Hirngewebe im Kleinhirn unter Verwendung von Genexpressionstechniken zeigte auch eine entzündliche Reaktion auf eine HHV-6A-Infektion.
Den Forschern zufolge könnten ihre neuesten Erkenntnisse über eine mögliche Verbindung zwischen Purkinje-Neuronen, aktivem HHV-6 und affektiven Störungen die weitverbreitete Annahme widerlegen, dass Viren, die “schlummern”, niemals Krankheiten verursachen. “Studien wie unsere beweisen dieses Denken als falsch”, sagte Prusty.
Die nächste Phase der Forschung von Prusty und seinem Team wird für die Würzburger Forscher sein, um die spezifischen molekularen Mechanismen zu identifizieren, die die HHV-6A-vermittelte Zellschädigung an Purkinje-Neuronen antreiben.
Verweise
Bhupesh K. Prusty, Nitish Gülve, Sheila Govind, Gerhard R. Krüger, Julia Feichtinger, Lee Larcombe, Richard Aspinall, Dharam V. Avlashi, Carla T. Toro. “Aktive HHV-6-Infektion von zerebellären Purkinje-Zellen bei affektiven Störungen.” Frontiers in Microbiology (Vorläufig angenommen zur Veröffentlichung: 2. August 2018) DOI: 10.3389 / fmicb.2018.01955
