Wie Darmbakterien die Entstehung von Multipler Sklerose beeinflussen

Darmbakterien könnten Entstehung von MS beeinflussen

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland haben gezeigt, dass eine Tryptophan-freie Diät bei Mäusen die Zusammensetzung der Darmbakterien verändert und vor Symptomen einer experimentell erzeugten Multiplen Sklerose (MS) schützt.

Dass eine gesunde Darmflora einen wichtigen Beitrag zum Schutz vor Infektionen, Allergien und anderen Krankheiten leistet, ist lange bekannt. Forschende haben nun herausgefunden, dass Darmbakterien auch einen Einfluss auf die Entstehung von Multipler Sklerose (MS) haben könnten.

Keine Symptome entwickelt

Bei Tryptophan handelt es sich um eine essentielle Aminosäure, also einen 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, heißt es in einer Mitteilung des Exzellenzclusters „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI).

So steuern sie zum Beispiel bestimmte Immunzellen oder helfen die Darmbarriere zu stärken. Eine Ernährung, bei 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 Forschende 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.

Die Arbeit haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Kombination aus genetischer Veranlagung und Umweltfaktoren

Multiple Sklerose ist eine chronisch-entzündliche neurodegenerative Erkrankung des zentralen Nervensystems. Bei der Krankheit greift das eigene Immunsystem die Isolation der Nervenfasern im zentralen Nervensystem an und zerstört sie nach und nach, wodurch die Übertragung von Signalen in den Nerven gestört wird. Diese Veränderungen können über die Zeit bei den Patientinnen und Patienten zu Störungen der Motorik oder Sinneswahrnehmung führen.

Vorangegangene Studien haben darauf hingedeutet, dass eine Kombination aus genetischer Veranlagung und Umweltfaktoren die Krankheit verursacht. Die neue Arbeit zeigt nun, dass auch das Darmmikrobiom, also die Gesamtheit der Bakterien im Darm, dabei eine wichtige Rolle spielen könnte.

Dazu haben die Forschenden 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 aber 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, das heißt: fehlten diese, war auch der Schutz gegen MS verschwunden.

Veränderte Zusammensetzung der Darmbakterien

„Durch das Weglassen der Aminosäure Tryptophan verändert sich die Zusammensetzung der Darmbakterien, die ein bisher unbekanntes Signal an die Immunzellen senden“, erklärt Dr. Maren Falk-Paulsen vom Institut für klinische Molekularbiologie (IKMB) der Christian-AlbrechtsUniversität zu Kiel (CAU).

„Welche Mechanismen hinter diesem Phänomen stecken, wissen wir bisher nicht. Das wollen wir in der Zukunft genauer untersuchen“, so die Wissenschaftlerin, die Mitglied im Exzellenzcluster PMI ist.

Wie Tryptophan das Darmmikrobiom und chronische Entzündungen beeinflusst, erforschen Wissenschaftlerinnen und 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. (ad)