Das Immunsystem ist in seiner Physiologie eines der dynamischsten des Körpers. Die verschiedenen Zellen des Immunsystems sorgen für die Integrität des Körpers, für die rasche Ausschleusung oder Zerstörung von Pathogenen, für die Toleranz von Kommensalen und für die Zerstörung von entarteten oder virus-befallenen körpereigenen Zellen. Kommt es hingegen zu Fehlfunktionen in diesen hochspezialisierten Prozessen, so kann Autoimmunität entstehen. Die Immunzellen werden dazu einerseits im Blutstrom/Lymphstrom zwischen den Organen transportiert, legen aber auch innerhalb der Organe Entfernungen zurück, die einem Vielfachen ihrer Größe entsprechen. Seit wenigen Jahren erst ist es nach Einführung der Zwei-Photonen-Mikroskopie in der angewandten Forschung methodisch möglich, diese Prozesse örtlich und zeitlich hoch aufgelöst im lebenden Gewebe zu untersuchen. Im Gegensatz zu den Momentaufnahmen, die die konventionellen Histologieverfahren bieten, kann die Zwei-Photonen-Mikroskopie dabei Aktionen und Interaktionen von Immun- und Organzellen in Gewebestrukturen in lebenden, anästhesierten Versuchstieren über einen Zeitraum von bis zu 12 Stunden aufzeichnen.  Es handelt sich hier um ein Fluoreszenz-basiertes Verfahren, das es ermöglicht Zellen in mehreren hundert Mikrometern Tiefe im Gewebe sichtbar zu machen. Damit lässt sich in Zielorganen von Entzündungsprozessen – in unserem Fall das Gehirn und das Rückenmark – die Entwicklung von Läsionen und die dabei relevanten Mechanismen direkt untersuchen.
Fehlgeleitete Immunantworten führen zu Schädigungen bestimmter Organe, im Falle des zentralen Nervensystems meist zu einer demyelinisierenden Erkrankung, der Multiplen Sklerose (MS). Die MS ist die häufigste chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystem (ZNS), die bereits im jungen Erwachsenenalter (zwischen dem 20. und 40. Lebensjahr) zu frühzeitiger Behinderung und vorzeitiger Berentung führen kann. In Deutschland wird die Zahl der Erkrankten auf etwa 140.000 geschätzt. Bislang steht jedoch die Identifizierung der genauen Ursachen und Auslöser für die Entstehung der Multiplen Sklerose aus. Darüber hinaus sind die bisher zugelassenen Therapiemöglichkeiten nur unzureichend wirksam. Daher ist ein Anliegen unserer grundlagenorientierten MS-Forschung, die Fragen nach den ätiologischen Grundlagen besser zu klären, um neue spezifischere Therapieansätze zu entwickeln. Zur detaillierten Untersuchung der neuroimmunologischen Grundlagen sowie zur Untersuchung und Validierung neuer therapeutischer Ansätze sind wir auf das Tiermodell der MS, die experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (EAE), angewiesen. Wir nutzen die Intravitalmikroskopie zur Erforschung der Entstehung von demyelinisierenden Läsionen im Tiermodell der MS. Der Fokus liegt dabei in der Untersuchung von Interaktionen von Immunzellen (T-Zellen, dendritischen Zellen, Makrophagen) mit den Zielorganzellen (Neurone, Oligodendrozyten, Mikroglia).   Wir haben spezielle Operationstechniken entwickelt, die uns die Überwachung der Inflammation im Hirnstamm und im Gehirn von Mäusen ermöglicht.

Referenzen

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