Zellstress macht den Darm krank

23/06/2014
Foto: Schnitt durch einen Wundbereich im Dickdarm

Schnitt durch einen Wundbereich im Dickdarm; © N. Waldschmitt / TUM

Viele Menschen in den westlichen Industriestaaten leiden unter chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED). Was diese Darmentzündungen auslöst, konnte bisher nicht vollständig geklärt werden. Ernährungsforscher der Technischen Universität München (TUM) haben jetzt ein weiteres Detail im Entstehungsprozess der Krankheiten identifiziert.

Die Forscher zeigten mithilfe eines Mausmodells, dass ein Protein in den Zellen der Darmschleimhaut für die Erkrankungen mitverantwortlich ist.

Über 3,5 Millionen Europäer und US-Amerikaner leiden an Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa, den beiden häufigsten Formen von CED. Chronisch entzündliche Darmerkrankungen sind die Folge einer Überreaktion des Immunsystems auf Bakterien, die ganz natürlich im Darm vorkommen. „Zu einer solchen Überreaktion kann es kommen, wenn das Anti-Stress-Programm in den Zellen in der Darmschleimhaut nicht einwandfrei funktioniert“, erklärt Prof. Dirk Haller vom TUM-Lehrstuhl Ernährung und Immunologie.

Konkret bezieht sich der Wissenschaftler auf eine Kette aufeinanderfolgender Signale in der Zelle, die sogenannte „unfolded protein response“ (UPR), die Zellen vor Stress schützen soll. „Die UPR ist eine Art Reparaturmechanismus der Zelle, wenn Proteine bei der Produktion nicht richtig gefaltet werden - eine wichtige Ursache für Zellstress“, so Haller weiter. Eine Störung der Signalkaskade kann zu Entzündungen und Zelltod führen. Dabei werden die Zellen der Darmschleimhaut geschädigt, eine Vorbedingung für das Entstehen von CED.

Für die Aktivierung der UPR spielt das „C/EBP homologe Protein“ (CHOP) eine wichtige Rolle. Offenbar ist CHOP aber auch am Entzündungsgeschehen beteiligt. Das Forscherteam hat CHOP daher näher unter die Lupe genommen. Mithilfe eines neuen Mausmodells untersuchten die Wissenschaftler die Bedeutung des Proteins im Zusammenhang mit chronischen Darmentzündungen. Dabei modifizierten die Wissenschaftler die DNA, sodass die Darmepithelzellen der Mäuse größere Mengen des Proteins bildeten.

Die vermehrte Bildung von CHOP machte die Mäuse zum einen anfälliger für eine Darmentzündung. Zum anderen klang die Entzündung langsamer ab, die Darmschleimhaut brauchte danach auch länger um sich zu regenerieren. „Doch anders als bisher vermutet, ist die höhere CHOP-Konzentration wohl nicht dafür verantwortlich, dass Epithelzellen absterben“, erklärt Haller. „Vielmehr verhindert CHOP die Zellteilung und verlangsamt damit die Neubildung der Schleimhaut nach einer Verletzung.“

Solche Schädigungen, wie sie durch Infektionen verursacht werden, sind oftmals der erste Schritt zu einer chronischen Darmentzündung. Die Ergebnisse sind eine weitere Bestätigung dafür, dass eine funktionierende UPR-Signalkaskade für eine gesunde Darmschleimhaut unerlässlich ist. Eine Störung der Regulation kann die Schutzfunktion des Darmepithels erheblich beeinträchtigen und so zur Entstehung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen beitragen.

An der Forschungsarbeit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München, des Klinikums rechts der Isar, des Helmholtz Zentrum München, der Universität Erlangen sowie der University of North Carolina, USA mitgewirkt.

MEDICA.de; Quelle: Technische Universität München