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Chronisch entzündliche Darmerkrankungen durch Zellstress

Ein Protein in den Zellen der Darmschleimhaut ist für die Entstehung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen verantwortlich. Das fanden Ernährungswissenschaftler der Technischen Universität München mit Hilfe eines Mausmodells heraus.

Schnitt durch einen Wundbereich im Dickdarm: Das Darmepithel ist rot dargestellt. Der Heilungsprozess zeichnet sich durch starke Zellteilung im Wundbereich aus (grüne Färbung). Bei hohem Vorkommen des CHOP-Proteins verzögert sich die Wundheilung des Epithels (rot umrandete Region).

Schnitt durch einen Wundbereich im Dickdarm: Das Darmepithel ist rot dargestellt. Der Heilungsprozess zeichnet sich durch starke Zellteilung im Wundbereich aus (grüne Färbung). Bei hohem Vorkommen des CHOP-Proteins verzögert sich die Wundheilung des Epithels (rot umrandete Region).

Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa, die beiden häufigsten Formen chronisch entzündlicher Darmerkrankungen, sind die Folge einer Überreaktion des Immunsystems auf natürlich im Darm vorkommende Bakterien. „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 Lehrstuhl Ernährung und Immunologie an der Technischen Universität München.

Die „unfolded protein response“ (UPR), eine Kette aufeinanderfolgender Signale in der Zelle, soll laut Haller die Zellen vor Stress schützen. Die UPR sei eine Art Reparaturmechanismus der Zelle, wenn Proteine bei der Produktion nicht richtig gefaltet werden – eine wichtige Ursache für Zellstress. Eine Störung der Signalkaskade könne zu Entzündungen und Zelltod führen. Dabei werden die Zellen der Darmschleimhaut geschädigt, eine Vorbedingung für das Entstehen von CED.

Das für die Aktivierung der UPR bedeutende „C/EBP homologe Protein“ (CHOP) ist offenbar auch am Entzündungsgeschehen beteiligt. Die Bedeutung des Proteins im Zusammenhang mit chronischen Darmentzündungen wurde nun mit Hilfe eines neuen Mausmodells untersuchten. Durch eine artifizielle Modifikation der DNA bildeten die Darmepithelzellen der Mäuse größere Mengen des Proteins .Durch die vermehrte Bildung von CHOP wurden die Tiere einerseits anfälliger für eine Darmentzündung, andererseits klang die Entzündung langsamer ab und die Darmschleimhaut benötigte danach auch längere Zeit, 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.“ Schädigungen, wie sie durch Infektionen verursacht werden, seien oftmals der erste Schritt zu einer chronischen Darmentzündung.

Die Ergebnisse belegen Haller zufolge auch auch, dass eine funktionierende UPR-Signalkaskade für eine gesunde Darmschleimhaut unerlässlich ist, da eine Störung der Regulation die Schutzfunktion des Darmepithels erheblich beeinträchtigen und so zur Entstehung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen beitragen könne.

Waldschmitt N., Berger E., Rath E., Sartor BR., Weigmann B., Gerhard M., Janssen KP., Haller D
C/EBP homologous protein inhibits tissue repair in response to gut injury and is inversely regulated with chronic inflammation
Mucosal Immunology, 2014 May 21. doi: 10.1038/mi.2014.34. [Epub ahead of print]

Quelle: Technische Universität München