Wie ein alltäglicher Lebensmittelbestandteil auf die schiefe Bahn geraten und Arthritis verursachen kann

12.03.2024
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Symbolisches Bild

Ein Mitglied der medizinischen Fakultät der University of Colorado sagt, sie und ihre Kollegen hätten herausgefunden, wie Bakterien im Verdauungstrakt Tryptophan aus der Nahrung in eine entzündungsfördernde Chemikalie umwandeln, die das Immunsystem auf Arthritis vorbereitet.

Die Forschungsarbeit wurde von Kristine Kuhn, MD, PhD, Scoville-Stiftungslehrstuhl und Leiterin der CU-Abteilung für Rheumatologie, mitverfasst. Mehrere ihrer Kollegen aus der Abteilung arbeiteten an der Studie mit, die im Februar im Journal of Clinical Investigation veröffentlicht wurde.

Tryptophan ist eine essenzielle Aminosäure, die in vielen proteinreichen Lebensmitteln wie Fleisch, Fisch, Milchprodukten und bestimmten Samen und Nüssen enthalten ist. Sie ist im Körper vielseitig verwendbar und hilft unter anderem bei der Produktion von Proteinen, Muskeln, Enzymen und Neurotransmittern - den chemischen Botenstoffen des Nervensystems. Der Körper stellt es nicht selbst her; wir nehmen es mit der Nahrung auf.

Viele Menschen denken bei Tryptophan an den Inhaltsstoff von Truthahn, der uns angeblich nach dem Erntedankfest schläfrig macht. Tatsächlich sagen Forscher, dass Tryptophan zwar eine Rolle bei der Regulierung des Schlafzyklus spielt, aber die Menge, die im Truthahn enthalten ist, wahrscheinlich keine wesentliche Ursache für die Schläfrigkeit nach dem Essen ist.

Ursache und Wirkung

Kuhn und ihre Mitarbeiter wollten herausfinden, wie eine Substanz, die im Körper oft eine positive Wirkung hat, zu einem Weg für entzündliche Krankheiten wie rheumatoide Arthritis wird, von der etwa 1 % der Bevölkerung betroffen ist. Unbehandelt kann sie zu schmerzhaften Schwellungen an Händen und Füßen sowie zu Gelenkverformungen führen.

"Es ist bekannt, dass das Mikrobiom - die Bakterien in unserem Darm - Tryptophan zu Nebenprodukten abbauen kann. Einige dieser Nebenprodukte sind entzündungshemmend, aber wir haben auch einige entzündliche Ursachen für diese Produkte gefunden", sagt Kuhn. "Wir sind die ersten, die aufzeigen, welche Produkte zu Entzündungen beitragen und wie sie das tun".

Sie sagt, dass die neue Forschung "auf einigen Beobachtungen aufbaut, die wir bei Patienten mit Spondyloarthritis gemacht haben - nicht ganz rheumatoide Arthritis, aber eine eng verwandte Erkrankung -, wo wir herausgefunden haben, dass Veränderungen im Mikrobiom mit einer erhöhten Produktion dieser Produkte, die Indole genannt werden, verbunden waren, die Bakterien aus Tryptophan herstellen." Ähnliche Veränderungen wurden in Arthritis-Studien mit Mäusen beobachtet, sagt sie.

"Wir haben Mäuse mit Antibiotika behandelt, um ihr Mikrobiom auszulöschen, und sie bekamen keine Arthritis, und sie hatten keine Indole", sagt sie. "Also sagten wir: OK, was ist, wenn sie ein Mikrobiom haben und wir sie auf eine Diät mit wenig Tryptophan setzen? Das Mikrobiom kann Tryptophan nicht zu Indol abbauen, und die Mäuse bekamen keine Arthritis. Wir haben also auf zwei verschiedene Arten gezeigt, dass das Mikrobiom Tryptophan zu Indol abbaut."

Entzündungsfahnen

Wie funktioniert das nun? "Wir haben festgestellt, dass die Mäuse bei Vorhandensein von Indol autoreaktive T-Zellen entwickeln, die stärker entzündlich sind. Sie haben weniger regulatorische T-Zellen, die dazu beitragen, das Immunsystem im Gleichgewicht zu halten, und sie beginnen, Antikörper zu entwickeln, die pathogener sind. Wir haben festgestellt, dass die Antikörper bei Anwesenheit von Indol stärker entzündlich sind."

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass "die Blockierung der Indolbildung einen einzigartigen therapeutischen Weg" für rheumatoide Arthritis und Spondyloarthritis darstellen könnte. Dabei geht es darum, den richtigen Weg für das körpereigene Tryptophan zu finden, sagt Kuhn.

"Wenn Tryptophan auf unsere Körperzellen trifft, wird es eher zu entzündungshemmenden Produkten abgebaut, als wenn es auf die Bakterienzellen trifft und sich entzündet. Unsere Überlegungen, wie dies zu Therapien führen könnte, sind: Wie kann man das Gleichgewicht so halten, dass Tryptophan den entzündungshemmenden Weg einschlägt? Wie kann man Darmbakterien manipulieren, um dieses Gleichgewicht zu verändern? Das ist die Richtung, in die wir in Zukunft gehen wollen.

Schlägt Kuhns Forschung vor, dass wir uns anders ernähren sollten? "Das werde ich oft gefragt", sagt sie. "Eine Ernährung, die reich an pflanzlichen Ballaststoffen und magerem Fleisch ist - diese ganze mediterrane Ernährung - scheint das Mikrobiom in einen gesünderen Zustand zu versetzen, so dass man die entzündungshemmenden Eigenschaften von Tryptophan erhält, während die typische westliche Ernährung eher den Entzündungsweg fördert."

Was andere Möglichkeiten des Schutzes vor Arthritis angeht, so sagt Kuhn, dass wir durch die Forschung ihrer Kollegen aus der Abteilung für Rheumatologie begonnen haben, das Risikostadium zu verstehen, in dem wir anhand von Blutmarkern tatsächlich Menschen identifizieren können, bei denen die Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie in den nächsten Jahren eine rheumatoide Arthritis entwickeln. Es gibt einige Daten, die darauf hindeuten, dass wir in diesem Zeitraum eingreifen und die Krankheit verhindern könnten, aber wir sind uns noch nicht ganz sicher, was die richtigen Wege sind, um einzugreifen".

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