Personalisierte Nahrungsergänzungsmittel: INULIN: Von Präbiotika in der Ernährung und der Darmgesundheit

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neue Studie legt Grundstein für personalisierte Nahrungsergänzungsmittel

Neue Forschungsergebnisse enthüllen eine überraschende Vielfalt von Darmbakterien, die auf Inulin (Inulin ist ein natürlicher Ballaststoff, den man beispielsweise in Chicorée, Topinambur und Zwiebeln findet. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzLink: Inulin - Stufendiagnostik im Labor 

Wie alle Ballaststoffe bringt Inulin den Darm in Schwung und wirkt gegen Verstopfung) reagieren

Eine bahnbrechende Studie unter der Leitung von David Berry und Alessandra Riva vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften (CeMESS) an der Universität Wien hat das Verständnis von Präbiotika in der Ernährung und der Darmgesundheit erheblich erweitert. 

Die aktuell in Nature Communications veröffentlichte Studie enthüllt die umfassenden und vielfältigen Auswirkungen von Inulin, einem weit verbreiteten Präbiotikum, auf das menschliche Darmmikrobiom. 

Die Wissenschafter*innen sehen in ihrer Methode einen zukunftsweisenden Schritt in Richtung personalisierter Nahrungsergänzungsmittel.

In den vergangenen Jahren haben Präbiotika wie Inulin zunehmend die Aufmerksamkeit der Lebensmittel- und Ergänzungsmittelbranche auf sich gezogen.

• Präbiotika sind nicht verdauliche Nahrungsbestandteile, die das Wachstum nützlicher Mikroorganismen im Darm fördern. 
• Inulin, eines der beliebtesten kommerziellen Präbiotika, ist von Natur aus in Lebensmitteln wie Bananen, Weizen, Zwiebeln und Knoblauch reichlich vorhanden. 

• Wenn wir diese Lebensmittel verzehren, gelangt das Inulin in unseren Dickdarm, wo es von Darmbakterien abgebaut und fermentiert wird.

Studien haben gezeigt, dass Inulin positive Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben könnte, z. B. eine entzündungshemmende Wirkung und krebshemmende Eigenschaften. 

Die komplexe Natur des menschlichen Darms, in dem etwa 100 Billionen Mikroben leben, stellt jedoch eine Herausforderung bei der Entschlüsselung der genauen Auswirkungen von Nahrungsergänzungsmitteln wie Inulin dar.

Innovativer Ansatz zur Verfolgung der Auswirkungen von Inulin

In einer aktuellen Studie unter der Leitung von Forscher*innen der Universität Wien wurden fluoreszenzmarkierte Nanopartikel verwendet, um die Interaktion von Inulin mit Darmbakterien zu verfolgen. Diese mit Inulin gepfropften Nanopartikel ergaben bei der Inkubation mit menschlichen Stuhlproben ein überraschendes Ergebnis: Eine breite Palette von Darmbakterien, weit mehr als bisher angenommen, kann an Inulin binden.

"Die meisten präbiotischen Verbindungen werden nur von einigen wenigen Arten von Mikroben selektiv verwertet", erklärt David Berry, der leitende Forscher. "Wir haben jedoch herausgefunden, dass die Fähigkeit, an Inulin zu binden, in unserer Darmmikrobiota weit verbreitet ist". Mit Hilfe einer hochmodernen Technik zur Identifizierung der Zellen, die aktiv Proteine synthetisieren, entdeckte das Team, dass eine vielfältige Gruppe von Bakterien aktiv auf Inulin reagiert, darunter auch einige Arten denen diese Eigenschaft bisher nicht zugeordnet wurde, etwa Mitglieder der Bakterienklasse der Coriobacteriia.

"Inulin-Nahrungsergänzungsmittel sind seit Jahren auf dem Markt, aber präzise wissenschaftliche Belege zur gesundheitsfördernden Wirkung dieser fehlen bislang", sagt Berry. "Bisher dachten wir, dass Inulin hauptsächlich die Bifidobakterien, die so genannten 'guten Bakterien', anregt, aber jetzt wissen wir, dass die Wirkung von Inulin viel komplexer ist. Unsere Studie ist richtungsweisend für die Zukunft der mikrobiombasierten Medizin: Mit unserer Methode können Nahrungsergänzungsmittel künftig personalisiert, präzise konzipiert und wissenschaftlich fundiert werden."

Die Mikrobiota eines jeden Menschen reagiert anders auf Präbiotika

"Interessanterweise haben wir beim Vergleich von Stuhlproben verschiedener Personen erhebliche Unterschiede in den Mikrobengemeinschaften festgestellt, die auf Inulin reagieren", sagt Alessandra Riva, ebenfalls Leiterin der Studie. "Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig die Berücksichtigung individueller Unterschiede bei der Entwicklung von Ernährungsempfehlungen und mikrobiombasierten Maßnahmen ist", erklärt Riva. Die CeMESS-Forschung trägt nicht nur zu einem besseren Verständnis des präbiotischen Stoffwechsels im menschlichen Verdauungstrakt bei, sondern auch zu einem besseren Rahmen für dessen Untersuchung. "Unser Ansatz zur Markierung und Sortierung von Zellen auf der Grundlage ihrer Stoffwechselaktivität ist relativ neu", erklärt Riva. "Wir hoffen, dass unsere Studie als Rahmen für die künftige Forschung und Entwicklung neuer mikrobiombasierter Therapien dienen kann."

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Prof. Dr. David Berry
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Originalpublikation:

Riva, A., Rasoulimehrabani, H., Cruz-Rubio, J. M., Schnorr, S. L., von Baeckmann, C., Inan, D., Nikolov, G., Herbold, C. W., Hausmann, B., Pjevac, P., Schintlmeister, A., Spittler, A., Palatinszky, M., Kadunic, A., Hieger, N., Del Favero, G., von Bergen, M., Jehmlich, N., Watzka, M., Lee, K. S., Wiesenbauer, J., Khadem, S., Viernstein, H., Stocker, R., Wagner, M., Kaiser, C., Richter, A., Kleitz, F., and Berry, D. Identification of inulin-responsive bacteria in the gut microbiota via multi-modal activity-based sorting. Nature Communications 14 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-43448-z
https://www.nature.com/articles/s41467-023-43448-z

 

Prof. Dr. med. Aiden Haghikia: Den Einfluss von Darmbakterien bei der Entstehung von chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Krankheiten

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Welche Bedeutung hat die Darmgesundheit für das Gehirn und den Körper?

Wissenschaftler:innen der Universität Magdeburg erforschen den Einfluss von Darmbakterien bei der Entstehung von chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Krankheiten wie Multipler Sklerose (MS) oder Parkinson. 

Die Doktorandin Antonia Lipp und Alexander Duscha sind Teil des 10-köpfigen Forschungsteams in dem Neuroimmunologischen Forschungslabor der Universitätsklinik für Neurologie Magdeburg. David Dettbarn Universitätsmedizin Magdeburg 

• Der Darm, in dem sich gut zwei Kilogramm unterschiedlicher Bakterien tummeln, nimmt nicht nur Einfluss auf die Verdauung, sondern auch auf unsere Hirnfunktion und ist ein wichtiger Modulator unseres Immunsystems. 

Die Forschungsgruppe „Translationale Neuroimmunologie und Neurodegeneration“ der Universitätsklinik für Neurologie in Magdeburg unter der Leitung von Prof. Dr. med. Aiden Haghikia untersucht den Einfluss der Ernährung und des Darm-Mikrobioms auf die Mechanismen, die zum Absterben von Nervenzellen des Gehirns bei chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Erkrankungen wie Multipler Sklerose (MS) oder Parkinson führen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen sollen innovative Therapien entwickelt werden.

• „Viele neurologische Erkrankungen sind trotz jahrzehntelanger intensiver Forschung zwar gut therapierbar, aber leider nach wie vor unheilbar. 

Es ist je nach Krankheit sehr unterschiedlich und nur in Teilen bekannt, was letztlich zum Absterben der Nervenzellen führt. 

Bei der MS können zum Beispiel eine ganze Reihe verschiedener Komponenten wie genetische Faktoren, Umwelteinflüsse sowie der individuelle Lifestyle, das heißt also die Ernährung oder ob jemand Raucher ist, potentielle Risiken darstellen“, erläutert Prof. Haghikia und betont vor welcher Herausforderung sein Team dabeisteht: 

„Das Gehirn ist eine der komplexesten Strukturen des menschlichen Körpers, was kaum von außen zugänglich bzw. zu untersuchen ist. 

Interaktionen zwischen autoimmun agierenden Immunzellen und Gehirngewebe wie im Falle der MS sind nicht einfach nachzubilden. Zudem stellt auch die Untersuchung der Interaktion von zwei sehr unterschiedlichen Organen wie dem Gehirn und dem Darm, die man normalerweise nicht annehmen würde, eine große Herausforderung im Labor dar.“

Mit Hilfe von bildgebenden Verfahren wie dem MRT sowie biologischen und immunologischen Analysen identifizieren die Wissenschaftler:innen für den Krankheitsverlauf relevante Signalwege und Zellen in Patient:innen und testen basierend auf den daraus gewonnenen Erkenntnissen in etablierten Modellsystemen innovative Behandlungsansätze. Das Leitungsteam der Arbeitsgruppe, bestehend aus Christiane Desel, Tobias Hegelmaier und Alexander Duscha, arbeitet gemeinsam mit einem 10-köpfigen Team aus jungen Nachwuchswissenschaftler:innen. Alexander Duscha erläutert erste Ergebnisse der wissenschaftlichen Arbeit: „Wir haben uns mit den Fettsäuren als bedeutenden Bestandteil westlicher Ernährung beschäftigt und konnten bereits 2015 beschreiben, dass die Länge der Fettsäuren die Entstehung und Vermehrung von entzündlichen oder regulatorischen Immunzellen in der Darmwand fördern kann.  

• Nun haben wir in einer Studie eine Mangelerscheinung der immunaktiven, kurzkettigen Fettsäure Propionsäure bei Patienten mit MS nachweisen können.“ 

• Setze man nun Propionsäure als Nahrungsergänzungsmittel zusätzlich zur angewandten Immuntherapie ein, zeigte sich bei den betroffenen Patienten laut den Neurowissenschaftler:innen ein positiver Einfluss auf Anzahl und Funktion von regulatorischen T-Zellen, welche im Verlauf der Erkrankung eine wichtige Rolle in der Regulation von autoimmunen Entzündungsreaktionen spielen. 

„Zudem konnten wir unter mehrjähriger Einnahme von Propionsäure eine Reduktion des Gewebeverlusts im Gehirn sowie eine Stabilisierung des individuellen Krankheitsverlaufes beobachten“, erklärt er weiter.

Diese Erkenntnisse werden nun in aktuellen Forschungsarbeiten auf andere neurologische Erkrankungen übertragen und intensiv untersucht. 

Dabei nutzt das Team eine Vielzahl an molekular- und immunologischen Methoden zur Bearbeitung von menschlichem Material, wie z.B. die Isolation von peripheren Immunzellen aus dem Blut von Patient:innen. 

„Für unsere Forschungsarbeit kommt auch die sogenannte Durchflusszytometrie sehr häufig zum Einsatz.

Hierbei können wir z.B. Art, Anzahl, Verhältnis und Funktion verschiedener Immunzellen im Blut, der Zellkulturschale und/oder Gewebe von Patient:innen bestimmen und anhand dessen die Wirkung bzw. Effizienz neuartiger Behandlungsoptionen testen.“

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Prof. Dr. med. Aiden Haghikia, Direktor der Universitätsklinik für Neurologie, Mail: aiden.haghikia@med.ovgu.de

Tobias Hegelmaier, Assistenzarzt/Clinician Scientist der Universitätsklinik für Neurologie, Mail: tobias.hegelmaier@med.ovgu.de

Alexander Duscha, Christiane Desel, Laborleiter des Neuroimmunologischen Labors der Universitätsklinik für Neurologie, Mail: alexander.duscha@med.ovgu.de, christiane.desel@med.ovgu.de

Friederike Süssig-Jeschor Universitätsmedizin Magdeburg

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TOP-Einladung zur Studie: Die Auswirkungen von körperlicher Aktivität und Entspannung auf die Hirnfunktionen, das Immunsystem und die Darmgesundheit

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Machen Ausdauer und Entspannung auch Gehirn und Darm fit?

Ein Forschungsteam am Universitätsklinikum Jena sucht gesunde ältere Personen für eine kontrollierte Studie, in der die Auswirkungen von körperlicher Aktivität und Entspannung auf die Hirnfunktionen, das Immunsystem und die Darmgesundheit untersucht werden. 

Die Studie ist Teil eines internationalen Forschungsnetzwerkes, das den Einfluss der Darmflora auf Alterungsprozesse im Hirn untersucht. 

Ein UKJ-Forschungsteam sucht ältere Studienpersonen für seine Studie zu den Auswirkungen von körperlicher Aktivität und Entspannung auf die Hirnfunktionen, das Immunsystem und die Darmgesundheit. Simon Schrenk Universitätsklinikum Jena 

• Physische Bewegung und gezielte Entspannung wirken sich positiv auf das körperliche und geistige Befinden aus, das ist bekannt. 

• Aber lässt sich dieser Effekt auch anhand von Hirnbildgebung und Laborwerten messen? 

Und was wirkt mehr – Aktivität oder Entspannung? 

Dieser Frage geht Simon Schrenk an der Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums Jena nach und startet dafür im Rahmen des Forschungsnetzwerkes SmartAge eine prospektive kontrollierte Studie. Mit Förderung der EU erforscht der Psychologe gemeinsam mit 14 Nachwuchswissenschaftlern aus 10 Ländern, welche Rolle das Darm-Mikrobiom bei altersbedingten Änderungen von Hirnfunktionen spielt. Die Mikroben im Darm sind nicht nur wichtig für die Verdauung, mit ihren Stoffwechselprodukten moderieren sie auch Immunprozesse oder beeinflussen die Leistungsfähigkeit des Gehirns. In seinem Projekt untersucht Simon Schrenk, ob sich Maßnahmen, die auf die Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten älterer Menschen abzielen, auch auf Immunsystem und Darmflora auswirken.

An der Studie sollen insgesamt 100 Personen im Alter von 60 bis 75 Jahren teilnehmen.

 „Sie sollten nicht an Herz-Kreislauf-, neurologischen oder psychiatrischen Erkrankungen leiden, gegen COVID-19-geimpft sein und Zugriff auf ein Smartphone haben“, zählt Simon Schrenk die Voraussetzungen auf. 

Die Eingangstests bestehen aus einer MRT-Messung, kognitiven Untersuchungen wie Aufmerksamkeits- und Gedächtnistests sowie Blut- und Stuhlanalysen. 

Für das achtwöchige Studienprogramm werden die Teilnehmenden nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen geteilt: 

Die eine absolviert ein Programm, das auf körperliche Aktivität und Ausdauertraining setzt, für die zweite Gruppe sind Entspannungsübungen bestimmt. 

Die jeweiligen Übungen absolvieren die Studienpersonen zu Hause nach einer Online-Anleitung, dabei dient eine Pulsuhr der Aufzeichnung von Trainingsparametern.

Im Anschluss erfolgen erneut MRT-Untersuchung, kognitives Tests und Laboranalysen, um die Daten mit den Ergebnissen der Eingangstest zu vergleichen. Simon Schrenk: 

„Wir suchen nach einem Effekt der Übungen auf das biologische Hirnalter, Immun- und Entzündungsmarker und die Darmgesundheit, um mehr über das Zusammenspiel von Darmmikrobiom und kognitiver Leistungsfähigkeit im Alter zu lernen.“ 

An der Studie Interessierte können sich bei ihm unter Simon.Schrenk@med.uni-jena.de oder Telefon 03641/9396666 melden. 

Neben dem ideellen Mehrwert, einen Beitrag zur Alternsforschung zu leisten und dem umfassenden Screening im Rahmen der Untersuchungen erhalten die Teilnehmenden die in der Studie genutzte Pulsuhr.

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Simon Schrenk
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Dr. Uta von der Gönna Universitätsklinikum Jena

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Herzschwäche: Darmbakterien: Risikofaktor Trimethylamin-N-oxid (TMAO)

Medizin am Abend Berlin Fazit: Herzschwäche geht mit dem Verlust wichtiger Darmbakterien einher

Im Darm von Patienten mit einer Herzschwäche kommen wichtige Bakteriengruppen seltener vor und die Darmflora ist nicht so vielfältig wie bei gesunden Personen. 

Die Daten der Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) liefern wertvolle Ansatzpunkte, um zu verstehen, wie die veränderte Besiedlung des Darms mit der Entwicklung und dem Fortschreiten der Herzschwäche zusammenhängt.  

• Schon länger ist bekannt, dass Herzschwäche und Darmgesundheit miteinander verknüpft sind. 

• So ist der Darm bei einer Herzschwäche schlechter durchblutet, die Darmwand verdickt und durchlässiger, wodurch Bakterien und bakterielle Bestandteile ins Blut gelangen können. 

Außerdem wissen Wissenschaftler, dass bei anderen Zivilisationskrankheiten wie Diabetes mellitus Typ 2 die Zusammensetzung der Darmbakterien verändert ist. Vor diesem Hintergrund haben Forscher am DZHK-Standort Hamburg/Kiel/Lübeck untersucht, ob und wie sich die Darmflora bei Patienten mit einer Herzschwäche verändert.

Dafür haben sie die Darmbakterien aus Stuhlproben von gesunden Personen und Personen mit einer Herzschwäche analysiert. Das Projekt unter Leitung von Professor Norbert Frey vom Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, fand in enger Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Professor Andre Franke an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel statt, die Teile des bakteriellen Erbguts zur Unterscheidung der Mikroorganismen entschlüsselte.  

Die Ergebnisse zeigen, dass bei Herzschwäche-Patienten signifikant weniger unterschiedliche Bakterien im Darm vorkommen als bei gesunden Kontrollpersonen.  

Einzelne wichtige Bakterienfamilien sind stark reduziert. Noch ist unklar, ob die Darmflora als Folge der Herzschwäche verändert ist oder ob sie eventuell auch ein Auslöser für diese Erkrankung sein könnte.

Einflussreiche Faktoren: Ernährung, Medikamente, Rauchen

„Natürlich beeinflussen auch andere Faktoren die Zusammensetzung unserer Darmbakterien. Man weiß, dass sich die Darmflora eines Veganers, der anfängt Fleisch zu essen, innerhalb von drei Tagen verändert“, erläutert Privatdozent Dr. Mark Lüdde vom Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel. Deshalb haben die Kieler Forscher die Ernährungsgewohnheiten vorher abgefragt.

Personen mit einer extremen Diät, wie einer veganen Ernährung, haben sie nicht für ihre Untersuchung zugelassen, sondern für beide Gruppen Personen ausgewählt, die eine Standarddiät mit Fleisch und Gemüse zu sich genommen haben.

Neben der Ernährung wirken sich auch Medikamente auf die Darmflora aus. Daher war es wichtig, dass auch die Kontrollgruppe Arzneimittel eingenommen hat, die Patienten mit einer Herzschwäche routinemäßig nehmen müssen. Antibiotika durften seit mindestens drei Monaten nicht mehr verabreicht worden sein. Ebenso waren in beiden Gruppen Raucher vertreten. Alle Teilnehmer kamen aus derselben Region und Alter, Geschlechterverteilung sowie BMI waren in beiden Gruppen gleich.

Krankheitsfolge oder -auslöser?

Das beobachtete Muster der reduzierten Bakteriengattungen und -familien scheint sehr charakteristisch für die Herzschwäche zu sein, weshalb diese Ergebnisse Ansatzpunkte für neue Therapien sein könnten.

So kamen die Abweichungen zwischen gesunden und Personen mit Herzschwäche hauptsächlich durch den Verlust von Bakterien der Gattungen Blautia und Collinsella zustande, sowie durch zwei bislang unbekannte Gattungen, die zu den Familien Erysipelotrichaceae und Ruminococcaceae gehören.

Andere Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass das Vorkommen von Blautia Entzündungen eindämmt.

Ebenso ist die Gattung Faecalibacterium mit entzündungshemmenden Mechanismen assoziiert. 

Sie ist auch, aber nicht nur, bei Herzinsuffizienz-Patienten verringert.

• Da Herzschwäche von einer chronischen Entzündung begleitet wird, ist eine Theorie, dass die Darmflora selbst die systemische Entzündung fördert. 

Allgemein nehmen Wissenschaftler zurzeit zwar eher an, dass sich die Darmflora als Konsequenz aus der Herzschwäche verändert.

Lüdde und seine Kollegen halten es aber für plausibel, dass ein verändertes bakterielles Profil auch ein Risikofaktor oder früher Krankheitsmarker für die Herzschwäche sein könnte.

Dafür spricht, dass ein Stoffwechselprodukt von Darmbakterien, das Trimethylamin-N-oxid (TMAO) kürzlich als ein unabhängiger Risikofaktor für die Sterblichkeit bei Herzschwäche-Patienten beschrieben wurde. 

Weitere Untersuchungen sind geplant, um die Frage nach Ursache und Wirkung bei der veränderten Darmflora von Herzschwäche-Patienten zu klären. Daraus erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse darüber, wie eine Herzschwäche entsteht und verläuft.

Über das DZHK

Das Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) ist das größte nationale Zentrum zur Erforschung von Krankheiten des Herz-Kreislauf-Systems. Sein Ziel ist es, Ergebnisse aus der Grundlagenforschung schnellstmöglich in den klinischen Alltag zu überführen. Dazu vereint es exzellente Grundlagenforscher und klinische Forscher aus 30 Einrichtungen an sieben Standorten. Das DZHK wurde 2011 auf Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gegründet und wird zu 90 Prozent vom Bund und zu 10 Prozent von den Sitzländern der Partnereinrichtungen gefördert. Es gehört zu den sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung (DZG), die sich der Erforschung großer Volkskrankheiten widmen.

Originalarbeit:
Heart failure is associated with depletion of core intestinal microbiota. Luedde, M., Winkler, T., Heinsen, F.-M., Rühlemann, M. C., Spehlmann, M. E., Bajrovic, A., Lieb, W., Franke, A., Ott, S. J. & Frey, N. ESC Heart Failure, (2017)
DOI: 10.1002/ehf2.12155
Internet: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ehf2.12155/full

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PD Dr. Mark Lüdde, Klinik für Innere Medizin III, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Mark.Luedde@uksh.de

Prof. Dr. Norbert Frey, Klinik für Innere Medizin III, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Norbert.Frey@uksh.de

Christine Vollgraf, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), Tel.: 030 3465 529 02, presse@dzhk.de

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Chronische Darmerkrankungen: Colitis ulcerosa / Morbus Chron

Medizin am Abend Berlin Fazit: Alarm im Darm – Ursache für chronische Entzündungen entdeckt

Genblockade im Blick der Immunbiologie

Wissenschaftler der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und des Helmholtz Zentrums München haben aufgedeckt, dass `zu viel` des bekannten Onkogens Bcl-3 zu chronischen Darmerkrankungen führt. 

Wie genau dies das Immunsystem aus dem Gleichgewicht bringt, beschreiben sie in ‚Nature Communications’. 

 
Das Protein Bcl-3 (rot) führt zu chronischen Entzündungen im Darm
Universitätsmedizin Mainz


Chronische Darmerkrankungen wie Colitis ulcerosa oder Morbus Crohn beruhen auf Fehlern der körpereigenen Immunabwehr.

• Die Folge sind oft schubartige auftretende Beschwerden wie Bauchschmerzen, -krämpfe oder Durchfall. 

Wo genau die entscheidenden Ursachen liegen, ist immer noch Gegenstand der Forschung. Nun hat ein Team um Dr. Nadine Hövelmeyer und Univ.-Prof. Dr. Ari Waisman von der Universitätsmedizin Mainz zusammen mit Dr. Elke Glasmacher vom Helmholtz Zentrum München einen neuen Mechanismus aufgedeckt, der die Entzündung im Darm verursacht.

„Gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern konnten wir zeigen, dass das Protein Bcl-3, das auch bei verschiedenen Krebserkrankungen eine Rolle spielt, im Darm von Colitis-Patienten erhöht und tatsächlich ein Auslöser der Krankheit ist“, so Dr. Nadine Hövelmeyer, Arbeitsgruppenleiterin am Mainzer Institut für Molekulare Medizin.

• Seine Wirkung auf die Darmgesundheit entfaltet Bcl-3 der Studie nach in den sogenannten regulatorischen T-Zellen (Tregs). Sie sind eigentlich dafür zuständig, überschießende Reaktionen des Immunsystems zu verhindern und eine Toleranz gegenüber dem eigenen Körper aufzubauen.

Genblockade im Blick

„Wir konnten zeigen, dass Bcl-3 die Aktivierung von Tregs unterbindet, indem es das Ablesen dafür notwendiger Gene verhindert“, erklärt Glasmacher, Arbeitsgruppenleiterin am Münchner Institut für Diabetes und Adipositas und Wissenschaftlerin im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung (DZD). „Denn Bcl-3 interagiert mit dem Transkriptionsfaktor p50, der für die Aktivierung zuständig wäre, und blockiert ihn.“

In der Folge bleiben die regulatorischen T-Zellen passiv, das Immunsystem wird nicht mehr reguliert und die Entzündungsprozesse kommen in Gang. „Im Modellversuch hatte sich gezeigt, dass bei erhöhten Mengen an Bcl-3 bestimmte Zellen in den Darm einwandern und dort starke Entzündungen auslösen“, so die Erst-Autorin der Publikation Dr. Sonja Reissig, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Universitätsmedizin Mainz.

„Die Ergebnisse tragen wesentlich zu unserem Verständnis von chronischen Darmentzündungen bei und sollen langfristig neue Angriffspunkte für Therapien aufdecken“, blickt Hövelmeyer voraus. 

Ihr Kollege Univ.-Prof. Dr. Ari Waisman, Leiter des Instituts für Molekulare Medizin der Universitätsmedizin Mainz, ergänzt: „Aktuell befassen wir uns mit der Suche nach neuen Wirkstoffen, die die Interaktion zwischen Bcl-3 und p50 verhindern und so die normale Treg-Funktion erhalten.“

Original-Publikation:
Reissig, S. et al. (2017): Bcl-3 Inhibits NF-κB Gene Activity in Regulatory T cells and Modulates their Suppressive Capacity. Nature Communications, DOI: 10.1038/NCOMMS15069


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Universitätsmedizin Mainz:
Univ.-Prof. Dr. Ari Waisman, Leiter des Instituts für Molekulare Medizin der Universitätsmedizin Mainz, Telefon 06131 17-9129, Fax 06131 17-9039,
E-Mail: waisman@uni-mainz.de

Dr. Nadine Hövelmeyer, Arbeitsgruppenleiterin am Institut für Molekulare Medizin der Universitätsmedizin Mainz, Telefon 06131 17-9205, Fax 06131 17-9039,
E-Mail: hoevelme@uni-mainz.de

Helmholtz Zentrum München:
Dr. Elke Glasmacher, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Diabetes und Adipositas,
Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel. +49 89 3187 2038 -
E-Mail: elke.glasmacher@helmholtz-muenchen.de

Universitätsmedizin Mainz:
Barbara Reinke,  Universitätsmedizin Mainz,
Telefon 06131 17-7428, Fax 06131 17-3496, E-Mail: pr@unimedizin-mainz.de

Über die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten. Hochspezialisierte Patientenversorgung, Forschung und Lehre bilden in der Universitätsmedizin Mainz eine untrennbare Einheit. Rund 3.300 Studierende der Medizin und Zahnmedizin werden in Mainz ausgebildet. Mit rund 7.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist die Universitätsmedizin zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im Internet unter www.unimedizin-mainz.de

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. www.helmholtz-muenchen.de

Das Institut für Diabetes und Adipositas (IDO) erforscht die Erkrankungsmechanismen des Metabolischen Syndroms mit systembiologischen und translationalen Ansätzen. Mittels zellulärer Systeme, genetisch modifizierter Mausmodelle und klinischer Interventionsstudien sollen neue Signalwege und Zielstrukturen entdeckt werden. Ziel ist die interdisziplinäre Entwicklung innovativer Therapieansätze zur personalisierten Prävention und Behandlung von Adipositas, Diabetes und deren Begleiterkrankungen. Das IDO ist Teil des Helmholtz Diabetes Center (HDC). www.helmholtz-muenchen.de/ido