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Darmbakterien könnten Entstehung von Multipler Sklerose beeinflussen

14.11.2019

Copyright: Melanie Keil / DKFZ

Das Rückenmark ist bei den Mäusen mit MS-Symptomen stark entzündet. Das wird unter dem Mikroskop durch den Nachweis von spezialisierten Entzündungszellen deutlich (linkes Bild, in dunkelbraun und mit Pfeilen markiert). Tryptophan-freie Diät verhindert diese Infiltration der Entzündungszellen in das Rückenmark (Bild rechts).

Eine Tryptophan-freie Diät verändert bei Mäusen die Zusammensetzung der Darmbakterien und schützt vor Symptomen einer experimentell erzeugten Multiplen Sklerose.

Tryptophan ist eine essentielle Aminosäure, also ein Eiweißbaustein, der nicht vom Körper selbst produziert werden kann, sondern über die Nahrung aufgenommen werden muss. Stoffwechselprodukte des Tryptophans sind bei einer Reihe von wichtigen Funktionen im Körper als Botenstoffe beteiligt. Dadurch steuern sie beispielsweise bestimmte Immunzellen oder helfen die Darmbarriere zu stärken. Eine Ernährung, in der Tryptophan gezielt weggelassen wird, verändert die Zusammensetzung der Darmbakterien bei Mäusen und sorgt überraschenderweise dafür, dass die Tiere keine Symptome einer Multiplen Sklerose (MS) entwickeln. Das haben Wissenschaftler des Exzellenzclusters „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ am Institut für klinische Molekularbiologie (IKMB) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg gezeigt.

Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche neurodegenerative Erkrankung des zentralen Nervensystems. Das eigene Immunsystem greift dabei die Isolation der Nervenfasern im zentralen Nervensystem an und zerstört sie nach und nach. Dadurch wird die Übertragung von Signalen in den Nerven gestört. Diese Veränderungen können über die Zeit bei Betroffenen zu Störungen der Motorik oder Sinneswahrnehmung führen. Vorangegangene Studien deuten darauf hin, dass eine Kombination aus genetischer Veranlagung und Umweltfaktoren die Krankheit verursacht.

Eine wichtige Rolle könnte dabei auch das Darmmikrobiom spielen, also die Gesamtheit der Bakterien im Darm, das zeigt die Arbeit von Dr. Maren Falk-Paulsen und Professor Philip Rosenstiel vom Institut für klinische Molekularbiologie (IKMB) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) in Kooperation mit einem Team um Professor Michael Platten vom DKFZ in Heidelberg. Dazu haben sie mit einem Mausmodell der Multiplen Sklerose gearbeitet, bei dem sich die körpereigenen Immunzellen gegen ein bestimmtes Hüllprotein der Nervenisolierung im zentralen Nervensystem wenden und dadurch MS-typische Symptome verursachen. Tiere, die ein spezielles Futter bekamen, bei dem die Aminosäure Tryptophan fehlte, entwickelten in diesem Modell jedoch keine MS-Symptome. Bei ihnen waren die aggressiven Immunzellen nicht ins Rückenmark gewandert. Dieser schützende Effekt war abhängig von der Gegenwart von Bakterien im Darm, d.h. fehlten diese, war auch der Schutz gegen MS verschwunden.

„Durch das Weglassen der Aminosäure Tryptophan verändert sich die Zusammensetzung der Darmbakterien, die ein bisher unbekanntes Signal an die Immunzellen senden. Welche Mechanismen hinter diesem Phänomen stecken, wissen wir bisher nicht. Das wollen wir in der Zukunft genauer untersuchen“, sagt Dr. Maren Falk-Paulsen, Wissenschaftlerin am IKMB und Mitglied im Exzellenzcluster PMI.

Wie Tryptophan das Darmmikrobiom und chronische Entzündungen beeinflusst, erforschen Wissenschaftler des Exzellenzclusters PMI am IKMB um Professor Philip Rosenstiel schon seit längerem. „In vorangegangen Arbeiten konnten wir zeigen, wie Tryptophan auf Entzündungen im Darm wirkt “, erklärt Professor Rosenstiel, Direktor am IKMB und Vorstandsmitglied im Exzellenzcluster PMI. „Nun zeigt sich, dass sich das Weglassen von Tryptophan auch auf Entzündungsreaktionen an anderen Stellen im Körper auswirkt und zwar über einen Mechanismus unabhängig von den bisher bekannten Signalwegen. Wir hoffen basierend auf unseren Ergebnissen zukünftig einen neuen Angriffspunkt für eine Behandlung von MS zu finden “, so Rosenstiel weiter.

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