Lange galt unser Gehirn als maximal abgeschirmt: Der Schädelknochen, mehrere Hirnhäute und die Blut-Hirn-Schranke lassen nur ausgewählte Botenstoffe, Zellen und Moleküle durch. Doch inzwischen haben Forschende gleich mehrere zuvor unerkannte Strukturen und Verbindungswege im menschlichen Schädel entdeckt. Darunter ist das glymphatische System - ein Netz von winzigen Lymphkanälen, durch die Hirnflüssigkeit und molekulare Abfälle aktiv aus dem Gehirn ins Blut ausgeschwemmt werden.
2018 folgte dann die Entdeckung feiner Kanäle im Schädelknochen, die vom Knochenmark bis an die harte Hirnhaut ziehen. „Diese Verbindung ist funktional wichtig, weil das Mark des Schädelknochens ein Lymphorgan ist, das Immunzellen bereitstellt“, erklären Jang Hyun Park von der Washington University in St. Louis und seine Kollegen. Die winzigen Schädelkanälchen bilden demnach eine Art Abkürzung für aus dem Knochenmark ins Gehirn einwandernde Immunzellen.
Unerkanntes Immunorgan
Unklar blieb jedoch bisher, ob das Knochenmark des Schädels auch gezielt auf Gefahren für das Gehirn reagieren kann – beispielsweise durch Krebs oder Krankheitserreger. Im Körper erfolgt die Abwehr solcher „Gegner“ durch speziell angepasste Antikörper und T-Zellen des adaptiven Immunsystems. Sie werden in den Lymphknoten vorbereitet und dann an den Ort des Geschehens geschickt. „Aber es war unbekannt, ob auch das Schädelknochenmark eine Rolle für diese antigenspezifische adaptive Immunreaktion spielt“, so Park und sein Team.
Die adaptive Immunantwort bekämpft Erreger oder entartete Zellen durch maßgeschneiderte T-Killerzellen und Antikörper. Für beides spielen T-Helferzellen eine entscheidende Rolle. — © VectorMine/ iStock
Jetzt zeigt sich: Im Knochenmark des Schädels verbirgt sich ein zuvor unerkanntes Immunorgan. Denn dieses Gewebe enthält Strukturen und Zellen, die sonst in Lymphknoten vorkommen, wie Park und seine Kollegen entdeckt haben. Für ihre Studie hatten sie Immunzellen im Schädelknochenmark von Mäusen analysiert und deren Reaktion und Botenstoffe durch Fluoreszenzmarkierung verfolgt.
Einzigartige Ausstattung und Struktur
Diese Analysen enthüllten eine Gewebestruktur und Zellausstattung im Schädelknochen, die sich von allen anderen Knochenmarks-Orten im Körper unterscheidet. „Das Schädelknochenmark enthält einen weit höheren Anteil follikulärer T-Helferzellen als anderes Knochenmark“, berichten die Forschenden. Dieser Zelltyp kommt normalerweise in Lymphknoten vor und ist essenziell, um B-Zellen zu aktivieren und in Antikörperfabriken umzuwandeln.
Ebenfalls ungewöhnlich: Im Schädelknochenmark bilden T-Zellen, B-Zellen und antigenpräsentierende Immunzellen dichte Cluster, wie sie ebenfalls sonst in Lymphknoten vorkommen. „Aber im Knochenmark haben wir solche Strukturen noch nie zuvor gesehen“, sagt Park. Nähere Analysen zeigten, dass in diesen Strukturen ähnliche Reaktionen ablaufen wie im Lymphsystem: Abwehrzellen werden auf im Umfeld identifizierte „Feinde“ geprägt, parallel dazu beginnt die Produktion von spezifischen Antikörpern.
Die Fluoreszenzmarkierung zeigt, dass im Schädelknochen der Maus deutlich mehr Immunzellen und follikuläre T-Helferzellen (CD4+) vorhanden sind als in ihrem Brustbeinknochenmark. — © Park et al./ Nature, CC-by 4.0
Vorgeschobener Stützpunkt der Immunabwehr
Das Gehirn verfügt demnach über einen eigenen Abwehrstützpunkt gegen Krankheitserreger oder entartete Zellen. Wie dieser auf solche Bedrohungen reagiert, testeten Park und sein Team, indem sie Glioblastom-Zellen ins Gehirn von Mäusen injizierten. Schon kurze Zeit später gelangten Proteinstücke dieser Tumorzellen über die Knochenkanälchen ins Schädelknochenmark. Dort lösten diese Antigene die Produktion spezifischer Antikörper aus.
„In den ersten zwei Tagen nach der Injektion haben wir diese antigenspezifischen Abwehrreaktionen nur im Schädel nachgewiesen“, berichten die Forschenden. „Das spricht dafür, dass das Schädelknochenmark eine der ersten Abwehrbarrieren gegen Antigene aus dem Gehirn darstellt.“ Denn andere Organe und Bereiche des Immunsystems reagierten erst deutlich später. Wurde das Immunzentrum im Schädelknochenmark bei einigen Mäusen deaktiviert, wuchsen ihre Hirntumorzellen schneller und sie starben früher.
„Schnelle Eingreiftruppe“ zum Schutz des Gehirns
Diese Resultate legen nahe: Die im Schädelknochen stationierten Immunzellen dienen als Vorposten der Immunabwehr und als „schnelle Eingreiftruppe“ zum Schutz des Gehirns. „Das Mark des Schädelknochens ist weit mehr als nur eine Gerüststruktur – es beherbergt zuvor unerkannte Zentren für die gehirnspezifische Immunantwort“, erklärt Seniorautor Jonathan Kipnis von der Washington University. „Das verändert unsere Vorstellungen zur Neuroimmunologie grundlegend.“
Zwar haben die Forschenden ihre Untersuchungen an Mäusen durchgeführt. Aber auch im Schädelknochenmark von Menschen wurden schon follikuläre T-Helferzellen nachgewiesen, wie sie berichten. „Das stützt die potenzielle Bedeutung dieser Funde auch für die menschliche Biologie“, schreiben Park und seine Kollegen. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass auch in unserem Schädelknochen ein solcher Immunstützpunkt existiert.
Ansatzpunkt für neue Therapien?
Nach Ansicht der Forschenden könnte die Entdeckung dieses Immunorgans im Schädel auch neue Ansätze für Therapien bieten – beispielsweise, indem man Wirkstoffe entwickelt, die direkt unter den Schädel gebracht werden und dort die Immunantwort mobilisieren. „Wenn wir wissen, dass das Gehirn auf ‚Ersthelfer‘ aus dem Schädelknochen angewiesen ist, könnte dies die Entwicklung von Therapien für zahlreiche neurologische Erkrankungen verändern“, sagt Kipnis.
Ob dies funktioniert, haben Park und seine Kollegen bereits ausprobiert: Sie injizierten Mäusen mit Glioblastom-Hirntumor einen Cocktail aus Botenstoffen und einem Antikörper unter den Schädel. Tatsächlich aktivierte dies die Abwehrreaktion im Schädelknochenmark und verstärkte die Angriffe von Immunzellen und Antikörpern auf die Krebszellen. Ob diese Strategie auch beim Menschen funktioniert, muss allerdings noch erforscht werden.
Quelle: Jang Hyun Park (Washington University School of Medicine, St Louis) et al., Nature, 2026; doi: 10.1038/s41586-026-10951-4
