Danskere kortlægger, hvordan hjernen bekæmper virus
Dansk forskning har kortlagt, hvordan hjernen bekæmper virusinfektioner. Forskningen kan have betydning for kampen mod alt fra sclerose til Alzheimers sygdom, skizofreni og depression.
Virus hjernen immunforsvar bekæmpelse

Danske forskere afslører, hvordan hjernen er i stand til at forsvare sig mod virusangreb. (Foto: Shutterstock)

Danske forskere afslører, hvordan hjernen er i stand til at forsvare sig mod virusangreb. (Foto: Shutterstock)

Hjernen er kroppens mest komplekse og skrøbelige organ, og da hjerneceller ikke kan genskabes, er det bidende nødvendigt, at hjernen formår at passe på de celler, den nu en gang har.

Derfor er hjernen også udstyret med sit eget immunforsvar, og nu har danske forskere endelig fundet ud af, hvordan det immunforsvar fungerer.

Den danske forskning viser blandt andet, at en celletype, kaldet mikroglia, fungerer som indsatsledere, når hjernen skal forsvare sig selv.

Det gør den ved at koordinere immunsystemets forsvar mod de vira, der forsøger at inficere hjernen.

Når mikroglia ikke fungerer optimalt, kan det lede til betændelse i hjernen, og dysfunktionel mikroglia kan muligvis også være involveret i lidelser som sclerose, depression, skizofreni og Alzheimers sygdom.

»Vi har indikationer på, at fejl i mikrogliaernes signalveje blandt andet kan lede til inflammation i hjernen. Flere fund peger også i retning af, at immunsystemet spiller en stigende rolle i blandt andet udviklingen af Alzheimers og andre sygdomme i hjernen. Derfor kan man bruge det her forskningsresultat til at studere disse sygdomme og dermed blive klogere på dem,« fortæller en af forskerne bag det nye studie, lektor Line Reinert fra Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet.

Hun står sammen med blandt andet kollegaen, professor Søren R. Palludan, bag det nye studie, der for nylig blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications.

Forsker: Meget elegant og grundig forskning

Allan Randrup Thomsen er professor ved Institut for Immunologi og Mikrobiologi ved Københavns Universitet og forsker selv i immunforsvaret og virusinfektioner, men har ikke deltaget i det nye forskningsarbejde.

Han har til gengæld læst det og er imponeret over, hvor grundigt forskerne fra Aarhus Universitet er gået til værks.

»Det er et meget elegant arbejde, hvor forskerne virkelig kommer ned i detaljerne omkring cellers samarbejde i det tidlige forsvar mod virusinfektioner, siger Allan Randrup Thomsen, som også mener, at fundet ikke kun har betydning for forståelsen af hjernen.

»Selvom det er lavet på celler i hjernen, kan det også bruges til at få et indblik i, hvordan celler reagerer på virusinfektioner i andre væv,« siger han.

Professoren mener, at studiets største kvalitet er, at det kommer virkelig dybt ned i stoffet og også dybere, end andre forskere måske ville komme. Derfor ser han også perspektiver i den nye viden, som det aarhusianske forskningsarbejde kommer med.

»På sigt kan det muligvis bruges terapeutisk, men det kommer ikke til at ske lige med det samme. Når det så er sagt, kan studiet inspirere til at lave mere detaljerede undersøgelser af, hvad der præcis sker i en lang række sygdomme, hvor hjernens immunforsvar spiller ind. Det vil kunne give en større forståelse af eksempelvis multiple sclerose, og hvornår i sygdomsforløbet immunsystemet spiller en rolle. Jeg tror, at det såkaldte naturlige immunsystem spiller en rolle længere hen i mange sygdomme, end vi hidtil har troet,« siger Allan Randrup Thomsen.

Virus i hjernen er som ildebrand

Nu bliver tingene en lille smule mere komplicerede.

Det nye forskningsresultat og hjernens forsvar mod infektioner indeholder en masse navne, der for de fleste mennesker ikke giver nogen mening.

Det er blandt andet navne som mikroglia, astrocytter, neuroner, interferon og STING/cGas, som gør forskningsresultatet kompliceret at forstå.

Hjernen bekæmpe vira infektioner immunforsvar kortlægning

Kortlægningen af hjernens immunforsvar kan sammenlignes med et beredskab, der skal slukke en brand. Virusinfektionen er branden, og STING/cGas er brandmændene, der slukker branden. (Foto: Shutterstock)

Men man kan ifølge Line Reinert anskueliggøre kortlægningen af hjernens immunforsvar ved at betragte det som et beredskab, der skal slukke en brand, hvor virusinfektionen er branden.

Her er STING/cGas selve brandmændene, der render rundt med slangerne. I hjernen fungerer disse proteiner på den måde, at de genkender fremmed DNA, som virus har bragt med sig, eller som en dræbt hjernecelle har sendt ud i omgivelserne.

Ved at genkende DNA'et kan STING/cGas starte en kaskade af reaktioner og dermed destruere dem. De slukker med andre ord branden.

Andre celler bliver i første omgang opmærksomme på branden og kommunikerer det videre til mikroglia, der agerer indsatsledere og koordinerer slukningsarbejdet ved at kommunikere til de forskellige celler, at truslen er der.

»Virus, som vandrer via nerveceller ind til hjernen, bliver genkendt af flere typer celler, men ikke alle celler er i stand til at forsvare sig mod infektionen. Det kan mikroglia, som gennem STING/cGas-alarmsystemet er i stand til at iværksætte en meget stærk immunreaktion og slå virus ned,« forklarer Søren R. Palludan om forskernes nye fund.

Immunforsvaret overrasker forskere

I deres forskning har forskerne fra Aarhus Universitet blandt andet arbejdet med mus med et genetisk defekt STING/cGas-system.

Ved at smitte musene med en herpesvirus kunne forskerne se, at musene i langt højere grad udviklede hjernebetændelse end ellers.

Forskerne kunne også se, at musene havde flere vira i hjernen end kontrolmus, som var i besiddelse et intakt STING/cGas-system.

Dog så forskerne også, at musenes immunforsvar havde samlet en masse mikroglia i de inficerede områder i hjernen, men at de ikke formåede at slå infektionen ned.

Det var, som om indsatslederne var der, men at de ikke vidste, hvad de skulle gøre.

»Det undrede os, for vi havde forventet, at mangel på de proteiner i hjernen resulterede i, at de ikke kunne ringe 112 så at sige. Man kan sige, at der i stedet var blevet ringet 112, og indsatslederne var til stede, men de kunne ikke koordinere brandslukningen uden STING/cGas,« forklarer Line Reinert.

Mikroglia har 1.000 gange bedre immunforsvar

For at forstå, hvad der var galt med immunforsvaret, udtog forskerne de tre forskellige celletyper fra musenes hjerner: neuroner, astrocytter og mikroglia. Herefter dyrkede de cellerne hver især i små petriskåle.

Efterfølgende udsatte de cellerne for virus for at finde ud af, hvordan de forskellige celletyper reagerede på mødet med virus.

Her så de, at mikrogliaernes reaktion på virus var 1.000 gange stærkere end neuronerne eller astrocytternes.

»Neuronerne og astrocytterne er altså ikke i stand til at forsvare sig selv, men det kan mikroglia. De kan producere de stoffer, som skal til for at slå infektionerne ned. De har en langt bedre immunrespons,« fortæller Line Reinert.

Mikroglia koordinerer forsvar mod virus

Selvom det jo er positivt for mikroglia-cellerne, at de kan forsvare sig selv, hjælper det dog ikke de andre celler, hvis ikke mikroglia-cellerne kan kommunikere advarsler om et forestående angreb videre til deres naboceller.

Hjernen bekæmpe vira infektioner immunforsvar kortlægning STING/cGas-system

Forskerne har brugt mus med et genetisk defekt STING/cGas-system i det nye studie. Udsat for herpesvirus kunne forskerne se, at musene i langt højere grad udviklede hjernebetændelse end ellers samt havde flere vira i hjernen end kontrolmus, som var i besiddelse et intakt STING/cGas-system. (Foto: Shutterstock)

Derfor satte forskerne sig for at undersøge, hvad mikroglia-cellerne udskiller for at advare de andre celler i nabolaget.

Her fandt de ud af, at mikroglia udskiller et stof, kaldet interferon, som advarer de nærliggende celler og får dem til at lave deres eget immunrespons.

Det drejer sig blandt andet om, at interferon får astrocytterne til at aktivere nogle receptorer i cellen, som kan genkende vira. På den måde er astrocytterne mere forberedte på vira, når de møder dem.

Man kan altså betragte mikroglia som indsatslederne, der får de andre celler i det omkringliggende hjernevæv til at koordinere deres angreb på de invaderende vira, fremfor at de hver især stiller op med deres individuelle forsvar.

»Det er en meget kompleks kommunikation mellem cellerne i den måde, de advarer hinanden på, som vi har fået kortlagt i det her arbejde. Normalt plejer mikroglia at svæve henover de andre celler i hjernen, og vi har her fundet ud af, hvordan de kommunikerer deres fund af indtrængende virus videre til andre celler, så de bedst muligt kan forsvare sig,« siger Søren R. Palludan.

Vil undersøge immunforsvaret i flere sygdomme i hjernen

Ifølge Line Reinert har man ikke tidligere vidst, at mikroglia spillede så vigtig en rolle i at genkende fremmed DNA ved virusinfektioner i hjernen. Man har haft kendskab til STING/cGas, men forskere har ikke før haft indblik i dette samarbejde mellem cellerne.

Ifølge forskeren giver den nye erkendelse et indblik i, hvordan kommunikation mellem celler i hjernen kan sørge for at holde hjernen sund og fri for infektioner, men det kan også bruges til at få en bedre forståelse for, hvad der sker, når tingene går galt.

Man kan ifølge Line Reinert eksempelvis forestille sig, at en hyperaktivitet i mikroglia kan være medvirkende til, at immunforsvaret angriber hjernens egne celler, som man blandt andet ser det i multiple sclerose.

»Vores næste projekt bliver at kigge på specifikke sygdomme og se, hvordan de her ting spiller ind, når skader på hjernen opstår. Det er en hårfin balance. Hvis immunsystemet ikke er effektivt nok, kan det give skader på hjernen og lede til sygdomme, men det kan det også, hvis immunforsvaret er for effektivt. Det er den slags ting, som vi skal til at se på nu,« fortæller Line Reinert.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om de utrolige billeder af Jupiter her.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk