Meget tyder på, at hjernens immunsystem har et hidtil overset lag - og at dette lag spiller en afgørende rolle ved virusinfektioner i hjernen. To videnskabelige artikler fra forskere på Aarhus Universitet understøtter den nye forståelse af hjernens forsvar mod infektioner.

11.12.2020 | Ib Salomon

Hjernens celler, neuronerne, er sårbare. Hvis en neuron først dør, er den væk, og derfor er infektioner i hjernen altid alvorlige. De kan fx føre til betændelse, der ofte slår hjerneceller ihjel. Men ny biomedicinsk forskning fra Aarhus Universitet tyder på, at hjernens celler råder over et hidtil ubeskrevet våben mod infektioner - autofagi. Autofagi er en proces, der foregår inde i hjernecellerne, hvor beskadigede dele af cellen eller en indtrængende fjende, fx en virus, indkapsles og uskadeliggøres. Det sker vel at mærke uden at gøre skade på cellen eller sætte gang i en betændelse - en inflammation.

Det er banebrydende ny viden, at autofagi og potentielt andre lignende processer kan udgøre et helt nyt lag i hjernens immunforsvar hos mennesker, og denne nye indsigt kan potentielt få afgørende betydning for fremtidens behandling af bl.a. meningitis og encefalitis (hjernebetændelse) forårsaget af herpesvirus.

To artikler, der supplerer hinanden

Bag den nye viden står to professorer ved Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet: Trine Hyrup Mogensen og Søren Riis Paludan i et internationalt samarbejde. Deres forskning fremlægges i videnskabelige artikler i to forskellige tidsskrifter, en oversigtsartikel i Nature Reviews Immunology og en forskningsartikel i Science Immunology. Oversigtsartiklen blev publiceret i august, mens forskningsartiklen publiceres i dag, 11. december, og ifølge Søren Riis Paludan supplerer de to artikler hinanden på bedste vis:

"I oversigtsartiklen har vi sammenfattet store dele af de seneste 5-10 års viden om immunsystemet, og i den foreslår vi, at vores immunsystem har et ikke-inflammatorisk lag som sikrer os mod at få betændelsesreaktioner i hele kroppen, hver gang vi inficeres med en virus eller bakterie. I den anden artikel, forskningsartiklen, beskriver vi et konkret eksempel på en sådan immun-mekanisme, og vi påviser dermed, at det ikke er ren teori, men at fænomenet rent faktisk findes", siger Søren Riis Paludan, der forestiller sig, at den nye viden med tiden kan føre til et helt nyt forskningsfelt. 

Data fra 15 patienter med sjælden sygdom

Forskningsartiklen bygger på data fra 15 danske patienter med en sjælden form for meningitis, Mollarets meningitis. Den udløses af herpesvirus, og sygdommen er kendetegnet ved, at den vender tibage igen og igen på grund af gentagne reaktiveringer af herpesvirus. Patienternes gener er blevet kortlagt, og generne fra to patienter er beskrevet ekstra grundigt, fordi en genfejl betyder, at deres hjerneceller ikke kan udføre autofagi og dermed fjerne infektionen.

"Vi påviser, at når celleprøver fra disse patienter inficeres med virus, formerer virus sig voldsomt i cellerne, og det medfører celledød. Men hvis vi omvendt indsætter genet for normal autofagi i cellerne, bliver cellerne i stand til at bekæmpe virusinfektionen og overleve, og det styrker vores teori om betydningen af autofagi - at den spiller en overraskende stor rolle for immunforsvaret", siger Trine Hyrup Mogensen. Fænomenet autofagi er velbeskrevet, men man har hidtil ikke kendt til dets betydning i kampen mod virus. Specielt er det nyt, at defekter i autofagi bliver sammenkædet med infektionssygdomme hos mennesker og således kan udgøre en ny klasse eller kategori af primære (medfødte) immundefekter.

"Der er formentlig tale om et generelt princip til bekæmpelser af virusinfektioner, som kan tænkes at spille en specielt vigtig rolle i netop hjernen, hvor overdreven inflammation (betændelse) har så store negative konsekvenser", mener Trine Hyrup Mogensen. Dermed kan opdagelsen få store perspektiver for fremtidens behandling af virusinfektioner, herunder alt fra influenza til covid-19, for der findes faktisk medikamenter der stimulerer autofagi-processerne, og de kan måske bruges til at forebygge ikke alene den sjældne form for meningitis, men også til at behandle andre infektioner i hjernen.

For som Trine Hyrup Mogensen siger: "Rigtig mange virus kan under uheldige omstændigheder give infektion i hjernen - og det er vigtigt, at hjernen kan komme af med virus uden samtidig at skabe betændelse, der medfører vævsskade og alvorlige symptomer hos patienterne".  

Bag om studierne

Der er dels tale om et review - en oversigtsartikel, dels grundforskning med international deltagelse. En del af forskningen er foretaget på Aarhus Universitetshospital.

Samarbejdspartnere: Imperial College London, Rigshospitalet og Hillerød Hospital

Ekstern finansiering: Det Frie Forskningsråd for Sundhed og Sygdom, Lundbeckfonden, Novo Nordisk Fonden, Det Europæiske Forskningsråd (ERC) samt Horizon 2020 Maria Schlodowska Curia Training Network og Aarhus Universitets Forskningsfond.

Link til artiklen i Nature Reviews Immunology: https://www.nature.com/articles/s41577-020-0391-5

Link til artiklen i Science Immunolgy:

http://immunology.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/sciimmunol.abc2691

Kontakt

Trine Hyrup Mogensen er professor på Institut for Biomedicin og speciallæge på Infektionsmedicinsk Afdeling på Aarhus Universitetshospital samt tilknyttet Klinisk Institut under Aarhus Universitet.

Hendes forskningsområder er infektions-immunologi og primære immundefekter.

Mail: trine.mogensen@biomed.au.dk

Mobil: 20 12 52 80

Søren Riis Paludan er professor ved Institut for Biomedicin. Hans primære forskningsområde er immunsystemet, herunder især immunforsvar mod virus.

Mail: srp@biomed.au.dk

Mobil: 28 99 20 66