Wie Immunsysteme das Sozialverhalten beeinflussen können

Das Immunsystem ist unser Hauptabwehrmechanismus gegen Krankheiten. Funktionsstörungen des Immunsystems sind daher mit einer Vielzahl von Komplikationen verbunden, darunter verschiedene neurologische und psychische Störungen.

Lange Zeit galten Gehirn und Immunsystem als voneinander isoliert - es wurde angenommen, dass das Gehirn nicht vom Lymphsystem versorgt wird (das weiße Blutkörperchen und andere Immunzellen über ein Netzwerk von Gefäßen und transportiert) Gewebe), weil nie ein Hinweis auf eine lymphatische Versorgung des Gehirns gefunden worden war.

Kürzlich konnte ein Forschungsteam der Medizinischen Fakultät der Universität von Virginia Lymphgefäße in den Hirnhäuten finden, die das Gehirn bedecken. Dies war eine große Entdeckung, die den langjährigen Glauben zerstörte, dass das Gehirn „immunprivilegiert“ sei und keine direkte Verbindung zum Immunsystem habe.

Nachdem dieselbe Gruppe die direkte Verbindung zwischen dem Gehirn und dem Lymphsystem entdeckt hatte, hat sie gezeigt, dass Immunzellen das Lernverhalten beeinflussen können und ihre Wirkung offensichtlich auf die Meningen ausüben, die Membranen, die das Zentralnervensystem bedecken. Dieselbe Gruppe hat nun gezeigt, dass das Immunsystem eine weitere überraschende Wirkung auf das Gehirn hat - es kann das soziale Verhalten direkt beeinflussen und sogar kontrollieren, beispielsweise den Wunsch, mit anderen zu interagieren.

An Mäusen mit eingeschränkter Immunität zeigten die Autoren, dass eine teilweise Eliminierung von Immunzellen aus den Hirnhäuten ausreicht, um Defizite im Sozialverhalten hervorzurufen. Diese sozialen Defizite wurden umgekehrt, als die Mäuse mit Immunzellen neu besiedelt wurden. Diese immungeschwächten Mäuse zeigten auch Hyperkonnektivität in bestimmten Hirnregionen, die mit sozialem Verhalten assoziiert sind. Wiederum kehrte die Repopulation von Mäusen mit Immunzellen die beobachtete abnormale Hyperkonnektivität um. Andere funktionell verbundene Regionen, die nicht direkt an der sozialen Funktion beteiligt sind, waren von einem Mangel an adaptiver Immunität nicht betroffen.

Trotz ihrer Nähe zum Gehirn gelangen Immunzellen in den Hirnhäuten nicht in das Gehirn. Ihre Wirkung muss daher durch die Freisetzung von Molekülen ausgeübt werden, die in das Gehirn gelangen können. Die Autoren konnten identifizieren, welches Molekül als Botenstoff zwischen dem Immunsystem und dem Gehirn bei der Regulierung des Sozialverhaltens fungiert.

Das Molekül heißt Interferon Gamma (IFN-Gamma) und kann von einer beträchtlichen Anzahl meningealer Immunzellen produziert werden. Das Blockieren der Produktion dieses Moleküls verursachte ähnliche soziale Defizite und abnormale Hyperkonnektivität in denselben Hirnregionen wie bei Mäusen mit geschwächtem Immunsystem. Durch die Wiederherstellung der Molekülspiegel wurden die Gehirnaktivität und Verhaltensmuster durch die Wirkung von IFN-Gamma in GABAergen inhibitorischen Neuronen wiederhergestellt. Wichtig ist, dass die Autoren auch zeigten, dass Nagetiere, die in einem sozialen Kontext (Gruppenunterkunft) leben, eine natürliche Zunahme der Produktion von IFN-Gamma aufweisen, während Nagetiere in sozialer Isolation einen deutlichen Verlust an IFN-Gamma aufweisen. Zebrafische und Fliegen zeigten ein ähnliches Muster.

Diese bemerkenswerten Ergebnisse zeigen damit, wie ein vom Immunsystem produziertes Molekül das soziale Verhalten entscheidend beeinflussen kann. Da das Immunsystem jedoch die Geselligkeit fördern kann, ist es möglich, dass Immunfunktionsstörungen dazu beitragen, dass normale soziale Interaktionen nicht möglich sind, und eine Rolle bei neurologischen und psychischen Störungen spielen, die durch soziale Beeinträchtigungen wie Autismus-Spektrum-Störung, frontotemporale Demenz und Schizophrenie zum Beispiel.

Sozialverhalten ist entscheidend für das Überleben einer Art durch Nahrungssuche, Schutz, Zucht und sogar bei Arten höherer Ordnung durch psychische Gesundheit. Andererseits führte die soziale Interaktion auch zu einer erhöhten Exposition gegenüber verschiedenen Krankheitserregern; Infolgedessen musste unser Immunsystem neue Wege entwickeln, um uns vor den Krankheiten zu schützen, denen uns die soziale Interaktion ausgesetzt war. Und soziales Verhalten ist offensichtlich für Krankheitserreger von Vorteil, da es ihnen ermöglicht, sich zu verbreiten. Die Autoren der Studie stellten daher die Hypothese auf, dass die Beziehung zwischen Menschen und Krankheitserregern die Entwicklung unseres sozialen Verhaltens vorangetrieben haben könnte. Möglicherweise gab es einen koevolutionären Druck, eine Anti-Pathogen-Reaktion zu erhöhen, wenn die Geselligkeit zunahm, und es ist möglich, dass IFN-Gamma als evolutionärer Mechanismus fungiert hat, um gleichzeitig das Sozialverhalten zu verbessern und gleichzeitig unsere Anti-Pathogen-Reaktionen zu verbessern.

Die Implikationen und Fragen, die sich aus diesen Erkenntnissen ergeben, sind enorm. Ist es möglich, dass unser Immunsystem unser tägliches Verhalten oder sogar unsere Persönlichkeit moduliert? Können neue Krankheitserreger das menschliche Verhalten beeinflussen? Können wir das Immunsystem bei der Behandlung von neurologischen oder psychiatrischen Störungen ansprechen? Neue Forschungswege stehen weit offen.

Verweise

Derecki NC et al. (2010). Regulierung von Lernen und Gedächtnis durch meningeale Immunität: eine Schlüsselrolle für IL-4. J Exp Med, 207 (5): 1067 & ndash; 80. doi: 10.1084 / jem.20091419

Filiano AJ et al. (2016). Unerwartete Rolle von Interferon-? bei der Regulierung der neuronalen Konnektivität und des sozialen Verhaltens. Nature, 535 (7612): 425 & ndash; 9. doi: 10.1038 / nature18626

Kennedy DP, Adolphs R (2012). Das soziale Gehirn bei psychiatrischen und neurologischen Störungen. Trends Cogn. Sci. 16, 559–572. doi: 10.1016 / j.tics.2012.09.006

Kipnis J (2016). Vielfältige Wechselwirkungen zwischen adaptiver Immunität und dem Zentralnervensystem. Science, 353 (6301): 766 & ndash; 71. doi: 10.1126 / science.aag2638

Louveau A et al. (2015). Strukturelle und funktionelle Merkmale der Lymphgefäße des Zentralnervensystems. Nature, 523 (7560): 337 & ndash; 41. doi: 10.1038 / nature14432

Dieser Gastartikel erschien ursprünglich im preisgekrönten Gesundheits- und Wissenschaftsblog und in der Community zum Thema Gehirn, BrainBlogger: Kann unser Immunsystem das soziale Verhalten fördern?