Darm-Mikrobiom verändert sich bei Entzündungserkrankungen
Chronischer Durchfall, Bauchschmerzen und Fieber sind typische Symptome von
Morbus Crohn. Die Ursache dieser Krankheit ist bis heute nicht vollständig geklärt, jedoch ist seit einigen Jahren bekannt, dass sich das Darm-Mikrobiom bei Entzündungserkrankungen verändert. Einige Forschende sehen in dieser Veränderung, deren Ursachen bislang unbekannt waren, den Auslöser der Krankheit. Ein Team um Dirk Haller, Professor für Ernährung und Immunologie und Direktor des Zentralinstituts für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL) der Technischen Universität München (TUM), hat sich auf die Suche nach dem Grund für die Veränderungen des Mikrobioms gemacht und das Zusammenspiel von Mikrobiom, Darmepithel und Mitochondrien untersucht.
Morbus Crohn: Mitochondrien-Störung führt zu verändertem Mikrobiom
Die Forschenden verfolgen seit einigen Jahren die Hypothese, dass Mitochondrien mit dem Mikrobiom interagieren. Zudem hatte vorangegangene Forschung gezeigt, dass das Darmepithel von Patient:innen mit chronischen Darmentzündungen gewisse Stressmarker aufweist, die darauf hindeuten, dass die Mitochondrien nicht ordnungsgemäß arbeiten. Für ihre Studie griffen die Forschenden deshalb in die Mitochondrien von Mäusen ein und entfernten einen Gen-Abschnitt, der für die Produktion des Proteins Hsp60 verantwortlich ist. Dieses Protein ist unerlässlich dafür, dass die Mitochondrien ihre Aufgaben erfüllen können. Der Eingriff stieß verschiedene Prozesse im Darm an. Zum einen ließen sich Gewebeschädigungen im Darmepithel nachweisen, die denen bei Morbus Crohn-Patient:innen ähneln. Zudem zeigten sich Genaktivierungen, die für manche Stadien der Krankheit typisch sind. Außerdem – und für die Fragestellung des Teams wesentlich – reagierte das Mikrobiom auf die gestörten Mitochondrien, indem es seine Zusammensetzung änderte. Damit konnten Dirk Haller und sein Team erstmals nachweisen, dass Störungen in den Mitochondrien ursächlich an Gewebeschäden im Darm beteiligt sind und darüber hinaus erkrankungsrelevante Änderungen im Mikrobiom auslösen.
Ausblick auf neue Medikamente
Für Betroffene könnte diese Erkenntnis wichtig werden, denn sie bietet Ansätze für neue Therapien. Aktuell lindert man mit entzündungshemmenden Medikamenten vor allem die Symptome von Morbus Crohn. Die Forschungsergebnisse könnten zur Entwicklung einer kausalen Therapie gegen Morbus Crohn beitragen, die auf die mitochondrialen Stoffwechselwege einwirkt oder die Verbindungen zwischen Mikrobiom und Mitochondrien angeht.
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(1) Urbauer E. et al. (2024) Mitochondrial perturbation in the intestine causes microbiota-dependent injury and gene signatures discriminative of inflammatory disease, Cell Host & Microbe, DOI: 10.1016/j.chom.2024.06.013.
