Stützzellen bilden überraschend grosse Netzwerke im Gehirn
Astrozyten genannte Stützzellen kommunizieren durch Austausch von Stoffen miteinander. Wie weitreichend diese Vernetzung ist, haben Forschende nun erstmals visualisiert.
Ein Mäusehirn wurde mit einem Virus infiziert, das am Ort der Injektion (siehe Pfeil) den Bauplan eines Proteins in die Stützzellen schleuste. Das Protein hinterlässt eine Spur, wenn es von Zelle zu Zelle wandert. Am Anfang nur am Ort der Injektion (blau, links). Durch das Netzwerk der Stützzellen erreicht das Protein jedoch einen grossen Teil des Gehirns (rosa, rechts). | Foto: Adaptiert mit Genehmigung aus Cooper et al. (2026).
Lange Zeit galten Astrozyten im Gehirn als Stützzellen, die eine Art biologischen Hausmeisterdienst ausüben: Sie versorgen Nervenzellen mit Energie, entsorgen Stoffwechselabfälle und regulieren den Blutfluss – zum Beispiel. Nun konnten Forschende erstmals im intakten Mäusegehirn dreidimensional sichtbar machen, wie weitreichend und spezifisch Astrozyten in ihren Netzwerken miteinander verbunden sind. «Manche Verknüpfungen dehnten sich bis in die andere Hirnhälfte aus und fanden sich sogar zwischen Hirnregionen, deren Nervenzellen gar nicht miteinander verbunden sind», sagt Aiman Saab von der Universität Zürich, Mitautor der Studie.
Im Gegensatz zu den Nervenzellen kommunizieren Astrozyten nicht über elektrische Signale. Stattdessen reichen sie dafür Moleküle über winzige Kanäle von Zelle zu Zelle. Das machte sich Saabs Co-Autorin Melissa Cooper von der New York University mit einem Trick zunutze: Sie infizierte Astrozyten in bestimmten Hirnregionen von Mäusen mit harmlosen Viren, die den Bauplan für ein spezielles Enzym in sich trugen. Einmal in der Zelle hergestellt, wurde das Enzym in die Kanäle eingebaut. Es kennzeichnete dort alle durchgeschleusten Moleküle mit einem Marker. So konnten die Forschenden die Spur der markierten Moleküle von Zelle zu Zelle verfolgen, die Netzwerke sichtbar machen und dreidimensional darstellen. Den Marker hatten die Mäuse eine Woche lang im Trinkwasser erhalten.
Die Forschenden wollten auch herausfinden, ob sich diese Netzwerke an veränderte Bedingungen anpassen können. Dazu kürzten sie den Mäusen auf einer Seite des Gesichts die Tasthaare. Und tatsächlich: Im zugehörigen Hirnbereich waren die Astrozyten-Netzwerke nach einigen Wochen kleiner und anders organisiert. Womöglich können die Netzwerke dem Gehirn helfen, Stoffwechselprodukte oder schützende Moleküle über grössere Distanzen zu verteilen – etwa, wenn die lokale Energieversorgung gestört ist. «Vielleicht haben wir es hier mit einer Art Back-up-System des Gehirns zu tun», sagt Saab. Das möchte er sich künftig genauer ansehen.
