# taz.de -- Immunsystem erforschen: Hirn zu Bauch, Bauch zu Hirn
       
       > Unser Immunsystem schützt uns vor Krankheiten, indem es Eindringlinge
       > erkennt und bekämpft. Wie es funktioniert, verstehen Forschende immer
       > besser.
       
 (IMG) Bild: Die Darm-Immunsystem-Hirn-Achse: Offenbar bedingen sich alle drei Systeme gegenseitig
       
       Viren, Bakterien, Wunden, Schmutz oder kranke Zellen – der Körper ist meist
       gut darin, Angriffe auf die Gesundheit abzuwehren. Dazu nutzt er das
       Immunsystem, das grob gesagt auf zwei Prozesse zurückgreift: Die angeborene
       Immunität, die auf alle Eindringlinge gleichermaßen reagiert und dadurch
       sehr schnell die erste Abwehr liefern kann, und die erworbene Immunabwehr,
       die gezielt gegen bestimmte Krankheitserreger oder veränderte Körperzellen
       vorgeht.
       
       Was geschieht, wenn die Kontrolle der Immunantwort nicht richtig
       funktioniert, sieht man beispielsweise bei Autoimmunerkrankungen: Das
       überaktive System greift dann den eigenen Körper an. Umgekehrt kann es zu
       häufigen und schweren Infektionen kommen, wenn die Zellen nicht stark genug
       gegen Gefahren vorgehen. Deshalb wurde während der Pandemie immer wieder
       betont, wie wichtig das Maskentragen aller Menschen zum Schutz von
       Immungeschwächten ist.
       
       Ein gut arbeitendes Immunsystem ist also essentiell für die Gesundheit –
       trotzdem verstehen wir nicht annähernd, wie genau es reguliert wird.
       Sicher, die grundsätzlichen Mechanismen lernen Schülerinnen und Schüler
       schon im Biologieunterricht. Aber auf die Details kommt es an, und da hat
       die Forschung noch viel zu tun.
       
       Ein wichtiger Aspekt, der immer stärker in den Fokus der Wissenschaft
       rückt, ist dabei die Interaktion mit dem restlichen Körper, sagt Claudia
       Günther. Die Professorin für Experimentelle Medizin leitet am Uniklinikum
       Erlangen eine Forschungsgruppe, die sich mit der Kommunikation von Hirn,
       Darm und Immunsystem beschäftigt. „Man hat erst in letzter Zeit damit
       begonnen, nicht mehr nur auf einzelne Organe zu schauen, sondern
       interdisziplinär zu arbeiten.„Tatsächlich scheint das Gehirn zu regulieren,
       ob und wie stark die Immunantwort aktiviert oder beruhigt wird.
       
       ## Die Kommunikation
       
       [1][Eine Gruppe US-amerikanischer Wissenschaftler:innen] um den
       Biochemiker, Biophysiker und Neurowissenschaftler Charles Zuker beschrieb
       erst kürzlich, wie Botenstoffe des Immunsystems – die sogenannten Zytokine
       – bestimmte Nervenzellen im Stammhirn über eine aufkommende Entzündung
       informieren. Umgekehrt kann das Gehirn offenbar auch dafür sorgen, dass die
       Immunantwort dann in genau der richtigen Stärke durchgeführt wird.
       
       Die Forschenden nutzten genetisch veränderte Mäuse, um die Kommunikation
       zwischen Hirn und Immunsystem zu unterbrechen. Das Ergebnis: Ohne den
       wechselseitigen Dialog reagierten die Versuchstiere mit einer
       unkontrollierten Entzündungsreaktion. Aktivierte die Forschungsgruppe
       hingegen die entsprechenden Nervenzellen gezielt, fanden sie weniger
       Entzündungsstoffe im Blut der Tiere. Aus ihren Resultaten schließen die
       Wissenschaftler:innen, dass sie in diesen Zellen eine Art Immunregulator
       gefunden haben. Das könne neue Therapiemöglichkeiten für
       Autoimmunerkrankungen oder andere Fehlregulierungen des Immunsystems
       eröffnen.
       
       Wenn allerdings die Wissenschaft eins gelernt hat, dann das: So einfach ist
       es selten. Mäuse sind zwar gute Modellorganismen, aber die Ergebnisse
       lassen sich nicht unbedingt auf den Menschen übertragen. Nicht nur wegen
       Unterschieden in der Anatomie, sagt Claudia Günther: „Umwelteinflüsse
       spielen bei solchen Prozessen eine große Rolle und können in Labormäusen
       nicht realitätsnah simuliert werden.“ Tatsächlich kämen in der Wildnis
       gefangene Mäuse den Menschen näher als die im Labor gezüchteten. „Trotzdem
       hilft ein sehr vereinfachtes Modellsystem wie die genetisch veränderten
       Mäuse dabei, neue Forschungsrichtungen zu finden und Therapieziele zu
       identifizieren.“
       
       Zuker und sein Team sind nicht die Einzigen, die sich die Zusammenarbeit
       von Gehirn und Immunsystem genauer anschauen. [2][So fand eine Studie
       bereits 2021 heraus], dass Nervenzellen in einer Hirnregion namens
       Inselkortex, wo unter anderem Emotionen und Körperempfindungen verarbeitet
       werden, die Immunantwort bei einem entzündeten Dickdarm aktivieren können.
       Zellen des Immunsystems scheinen zudem mit Erkrankungen wie der
       [3][Alzheimer-Demenz] oder der [4][Parkinson-Krankheit] verbunden zu sein.
       „Dazu gibt es schon seit mehreren Jahren Untersuchungen“, so Claudia
       Günter. „Sie sind nur größtenteils nicht in so hochrangigen
       Wissenschaftszeitschriften publiziert worden und haben dadurch vermutlich
       weniger Aufmerksamkeit bekommen.“
       
       ## Einfluss des Mikrobioms
       
       Noch ist allerdings nicht klar, ob die Immunzellen bei diesen Erkrankungen
       eher helfen oder schaden: Manche Studien deuten darauf hin, dass dabei
       Moleküle freigesetzt werden, die Entzündungen fördern und Nervenzellen
       zerstören. Andere sehen eine schützende Rolle für die Immunzellen, etwa,
       indem sie die „Plaques“ aufräumen, die sich bei der Erkrankung Alzheimer im
       Gehirn ansammeln.
       
       Zusätzlich wird auch verstärkt der Einfluss des Mikrobioms untersucht. Das
       sind winzige Lebewesen wie Bakterien, Viren und Pilze, die bei jedem
       Menschen in unterschiedlichen Zusammensetzungen im Darm leben und dort
       wichtige Funktionen übernehmen. Man spricht dann von der
       [5][Darm-Immunsystem-Hirn-Achse]: Offenbar bedingen sich alle drei Systeme
       gegenseitig. Deutlich wird das etwa bei [6][psychischen Erkrankungen wie
       Depressionen]. Bisher wurde der Einfluss der einzelnen Bereiche oft separat
       untersucht. So zeigte sich etwa, dass Zytokine beeinflussen, wie
       Botenstoffe im Gehirn hergestellt und verteilt werden, und dass
       Entzündungsreaktionen die Behandlung von depressiven Patientinnen und
       Patienten behindern können. Mittlerweile gibt es aber mehr und mehr
       Studien, die bei psychischen Erkrankungen auf die Kommunikation zwischen
       Hirn, Darm und Immunsystem und auf den Menschen als Ganzes schauen.
       
       Das versuchen auch Claudia Günther und ihre Kolleg:innen. In ihrer
       Forschung arbeiten sie beispielsweise mit menschlichen Zellen oder kleinen
       Zellansammlungen, welche Organe wie das Gehirn oder den Darm simulieren –
       sogenannte Organoide. „So können wir die Genetik unserer Patienten
       widerspiegeln und patientenspezifische Unterschiede sehen“, erklärt die
       Wissenschaftlerin. Das allerdings sei ein sehr aufwendiges Verfahren, das
       bisher nur in Studien und nicht frei in der Klinik verfügbar sei.
       
       Trotzdem ist neben der wichtigen Grundlagenforschung auch die Entwicklung
       von neuen Therapien ein Ziel. Vorerst gibt es keine konkreten Ansätze, die
       schon in klinischen Untersuchungen getestet werden könnten. „Dazu ist die
       interdisziplinäre Herangehensweise noch zu neu“, sagt Claudia Günther. Sie
       geht dennoch davon aus, dass es in absehbarer Zeit neue Erkenntnisse geben
       kann, die ihren Weg in die Klinik finden.
       
       25 May 2024
       
       ## LINKS
       
 (DIR) [1] https://www.nature.com/articles/s41586-024-07469-y
 (DIR) [2] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01223-X
 (DIR) [3] https://www.nature.com/articles/d41586-022-01502-8
 (DIR) [4] https://link.springer.com/article/10.1007/s10571-021-01066-7
 (DIR) [5] https://www.nature.com/articles/nrgastro.2016.191
 (DIR) [6] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8508781/
       
       ## AUTOREN
       
 (DIR) Stefanie Uhrig
       
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