Für den Monat Dezember 2022 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an:
 

Dr. Patrick Ostkamp aus dem Institut für Translationale Neurologie für die Publikation:

A single-cell analysis framework allows for characterization of CSF leukocytes and their tissue of origin in multiple sclerosis

Ostkamp, P; Deffner, M; ...; Schwab, N.
NOV 2022 | SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE

Begründung der Auswahl:

Die Autoren beschreiben einen innovativen, klinisch und interdisziplinär bedeutsamen Ansatz zur zellbasierten Diagnostik cerebraler bzw. neuroimmunologischer Pathologien. Dabei wird eine Omics-Methode angewandt, um Zellen in der zerebrospinalen Flüssigkeit von Patienten zu identifizieren und zu charakterisieren.

Zu Hintergrund, Fragestellung und Bedeutung der Publikation:

Die Cerebrospinalflüssigkeit (oder: Liquor) ist eine im Zentralnervensystem gebildete Flüssigkeit, die unter anderem Leukozyten enthält. Bislang war jedoch unklar, welche dieser Leukozyten aus dem peripheren Blut stammen und welche direkt aus dem Zentralnervensystem.

Mithilfe statistischer Modelle aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz haben die Autoren Datensätze aus wissenschaftlichen Datenbanken mit am UKM gewonnenen Daten kombiniert und so ein Studiendesign geschaffen, mit dem sich die Frage nach der Herkunft der Liquor-Leukozyten klären ließ: Unbehandelte Multiple-Sklerose-Patientinnen und -Patienten wurden verglichen mit solchen, die mit Natalizumab behandelt wurden, einem Antikörper, der die Migration von peripheren Leukozyten in das Zentralnervensystem blockiert. Dabei stellte sich heraus, dass unter der Behandlung nur noch solche Zellen im Liquor gefunden werden konnten, die üblicherweise in Geweben vorhanden sind, zum Beispiel Makrophagen und gewebsständige T-Zellen, während im Liquor unbehandelter Patienten auch Zellen des peripheren Blutes gefunden wurden.

Mithilfe dieser Erkenntnis könnte es in Zukunft möglich sein, mithilfe einer Lumbalpunktion Rückschlüsse auf den immunologischen Zustand des Zentralnervensystems zu ziehen. Die Ergebnisse wurden anderen Forschenden außerdem in Form einer Software zur Verfügung gestellt.

Background and fundamental question of the publication:

The cerebrospinal fluid is produced by the central nervous system and contains leukocytes. Until now, it was unclear whether these leukocytes are derived from the peripheral circulation or from the central nervous system.

Using artifical intelligence-based statistical models, the authors used datasets from scientific databases in combination with data generated at the UKM to realize a study design that helped to elucidate the origin of cerebrospinal fluid leukocytes: untreated multiple sclerosis patients were compared to patients during therapy with natalizumab, an antibody that blocks leukocyte migration to the central nervous system. This revealed that under treatment with natalizumab, the cerebrospinal fluid was populated by cells typically found in tissues, such as macrophages and tissue-resident T cells, while in untreated patients also cells from the peripheral circulation were present.

In the future, this knowledge could be applied to draw conclusions regarding the immunological state of the central nervous system by assessing the cerebrospinal fluid. The results are also provided for other researchers as a stand-alone software.

Die bisherigen ausgezeichneten „Papers of the Month“ finden Sie HIER.