Ein interdisziplinäres Forschungsteam, an dem das Helmholtz-Zentrum Hereon maßgeblich beteiligt ist, hat mit einer innovativen hochauflösenden Röntgentechnologie bislang unbekannte Strukturen im Lymphsystem von Säugetieren untersucht und dokumentiert. Diese bahnbrechenden 3D-Bilder zeigen kleine Ansammlungen von ruhenden Immunzellen, die als Noduli bezeichnet werden und vermutlich eine entscheidende Funktion im Immunsystem spielen. Diese Ergebnisse erweitern unser Wissen über den Aufbau der Lymphknoten und deren Rolle in der Regulierung der Immunzellen. Die Studie wurde kürzlich im Fachjournal „Frontiers in Immunology“ veröffentlicht.
Das menschliche Immunsystem arbeitet unermüdlich daran, Krankheitserreger abzuwehren. Es aktiviert Antikörper, weiße Blutkörperchen und Fresszellen, um den Körper zu schützen. Trotz umfangreicher Forschung bleiben jedoch viele Details über die Struktur und Funktionsweise dieses komplexen Systems unklar. Mithilfe eines neuen, fortschrittlichen Röntgenverfahrens, das in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoffphysik und dem Institut für Biomedizinische Bildgebung der Technischen Universität München entwickelt wurde, gelang es dem Team, eine bis dahin unbekannte Dimension der Immunantwort bei Mäusen zu erforschen.
In einer speziellen Art von Lymphknoten entdeckten die Forscher kleine Reservoirs von ruhenden Abwehrzellen. Diese Entdeckung basiert auf der Anwendung der Phasenkontrast-Mikrotomographie, einem speziellen CT-Verfahren, das es ermöglicht, die dreidimensionale Struktur biologischer Gewebe auf zellulärer Ebene zu beobachten, ohne auf zusätzliche Farbstoffe oder Marker zurückgreifen zu müssen. Dr. Jörg Hammel, Biologe am Helmholtz-Zentrum Hereon, erklärt, dass diese Methode einen tiefen Einblick in die Architektur des Lymphsystems gewährt.
Florian Schwarzenberg, einer der Hauptautoren der Studie, beschreibt die gefundenen Ansammlungen von B-Zellen als Noduli. Diese Zellen scheinen im Gegensatz zu aktiven Immunzellen, die in größeren Strukturen, den B-Zell-Follikeln, vorkommen, unerfahren zu sein und haben noch keinen Kontakt mit Krankheitserregern gehabt. Die Noduli sind jedoch eng mit speziellen Blutgefäßen verbunden, die es Immunzellen ermöglichen, ins Gewebe einzudringen. Diese Verknüpfung ist entscheidend für die Funktion des Immunsystems.
Die Entstehung der Noduli erfolgt typischerweise zwischen der zweiten und vierten Lebenswoche von Mäusen und ist auf Lymphknoten beschränkt, die mit Schleimhäuten assoziiert sind. Die Häufigkeit dieser Noduli scheint mit dem Alter zuzunehmen, was darauf hindeutet, dass sie keine pathologischen Veränderungen darstellen, sondern vielmehr spezialisierte Nischen für B-Zellen bilden. Diese Nischen fördern eine dauerhafte Bereitschaft des Immunsystems, was wiederum zur Stabilität der Lymphknotenstruktur beiträgt.
Ein weiterer interessanter Aspekt der Forschung ist die Beobachtung, dass tiefere Lymphknoten im Körperinneren eine andere Struktur aufweisen als die oberflächlichen Lymphknoten, die sich direkt unter der Haut befinden. Diese tiefen Knoten enthalten spezielle Bereiche, die wichtig für die Regulation und Balance der B-Zellen sind. Zudem zeigt die Forschung, dass diese Lymphknoten im Alter immer mehr von diesen B-Zell-Bereichen bilden, anstatt typische Fetteinlagerungen zu entwickeln. Dies könnte darauf hindeuten, dass sie im Alter eine zentrale Rolle bei der Überwachung und Regulierung des Immunsystems übernehmen.
Die Erkenntnisse dieser Studie sind von großer Bedeutung, da sie nicht nur unser grundlegendes Wissen über die Architektur der Lymphknoten erweitern, sondern auch das Verständnis der Immunantwort im menschlichen Körper vertiefen. Das Helmholtz-Zentrum Hereon verfolgt mit seiner Forschung das Ziel, eine nachhaltige Zukunft zu gestalten. Hierzu werden neue Technologien und Wissen entwickelt, die für das Klima, die Küstenregionen und die Menschheit von Nutzen sind.
Durch die enge Zusammenarbeit in nationalen und internationalen Forschungsnetzwerken plant das Helmholtz-Zentrum, die gewonnenen Erkenntnisse in praktische Anwendungen zu übertragen. Diese interdisziplinäre Herangehensweise kann dazu beitragen, die Herausforderungen einer sich verändernden Welt erfolgreich zu meistern und die Gesellschaft in ihrer Entwicklung zu unterstützen.
