Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

So führt Hunger zu Darmstörungen, Erkenntnisse wertvoll im Kampf gegen entzündliche Darmerkrankungen

26.07.2012
Forscher am Wiener Institut für Molekulare Biotechnologie klären den Mechanismus, der bei Mangelernährung zu Störungen des Immunsystems, Durchfall und Darmentzündungen führt. Die medizinische Anwendung dieser Erkenntnisse könnte Menschen mit entzündlichen Darmerkrankungen helfen. Publiziert werden die Ergebnisse am 26. Juli in der Titelgeschichte des renommierten Fachmagazins „Nature“.

Weltweit sind mehr als eine Milliarde Menschen mangelernährt, in Europa sind es etwa 30 Millionen. Die oft dramatischen Folgen der Mangelernährung machen sie somit zur einer der häufigsten Todesursachen. Bei einem Mangel an Eiweiß kommt es vor allem zu Symptomen wie Störungen des Immunsystems, Durchfall und Darmentzündungen, die den Körper schwächen und oft zum Tod führen.


Darmbakterien
Foto: IMBA/CSF EM

Ärzte und Wissenschaftler beobachten diesen Zusammenhang seit mehr als hundert Jahren, wie allerdings der molekulare Mechanismus funktioniert, wusste man bisher kaum. Die Wissenschaftler Thomas Perlot und Tatsuo Hashimoto aus der Forschungsgruppe von Josef Penninger, dem Direktor am Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA), können nun erklären, wie Mangelernährung zu Immunstörungen und Darmentzündungen führt.

Sie arbeiteten am Enzym ACE2, das an Bluthochdruck, Herzerkrankungen und Herzversagen beteiligt ist. 2005 wurde ACE2 auch als essenzieller Rezeptor bei SARS-Virusinfektionen und akutem Lungenversagen identifiziert. Plötzlich entdeckten die Forscher eine völlig neue Funktion von ACE2: Das Enzym reguliert auch die Aufnahme der essenziellen Aminosäure Tryptophan aus dem Darm. Selbst Josef Penninger war überrascht: „Seit mehr als zehn Jahren forsche ich bereits an diesem Enzym, aber dass wir hier einen komplett neuen Zusammenhang zwischen ACE2 und der Aminosäure-Balance im Darm finden würden, hat mich verblüfft. Die Biologie ist wirklich erstaunlich.“

Mäuse, die den Regulator ACE2 nicht besitzen (ACE2 knock-out Mäuse), können Tryptophan kaum mehr aus dem Darm aufnehmen und entwickeln alle Symptome einer Eiweiß-Mangelernährung: Immunschwäche im Darm, Durchfall, Darmentzündungen. Im gesunden Organismus bleibt ein Teil des aufgenommenen Tryptophans lokal in der Darmschleimhaut und fördert dort die Produktion sogenannter Defensine, die wie ein natürliches Antibiotikum zur Abwehr von Bakterien wirken. Zuwenig Tryptophan bedeutet folglich zu wenige Defensine, was zu einer anderen Bakterienzusammensetzung im Darm führt und die dort angesiedelte Darmflora stört. Eine gestörte Darmflora wiederum führt zu Durchfall und Darmentzündungen.

Entzündliche Darmerkrankungen: Beschwerden lindern durch Tryptophan?

In den Studien, die die Wiener gemeinsam mit dem Wissenschaftler Philip Rosenstiel und anderen Kollegen der Universität Kiel durchführten, zeigte sich, dass die vermehrte Zugabe von Tryptophan über die Nahrung den Mäusen, die massiv an Darmentzündungen litten, helfen konnte. Die Darmflora der Tiere normalisierte sich wieder, Entzündungen gingen zurück und die Mäuse zeigten sich auch weniger anfällig für erneute Darmentzündungen. Josef Penninger sieht in diesen erfolgreichen Forschungsergebnissen eine große Chance für eine medizinische Anwendung: „Menschen, die an chronisch entzündlichen Darmerkrankungen leiden, könnte man mit diesem neuen Therapieansatz möglicherweise helfen. Zudem wären Nebenwirkungen durch die verstärkte Zufuhr einer ohnehin in der Nahrung vorkommenden Aminosäure kaum zu befürchten.“ Ein Erfolg in klinischen Studien hätte große Relevanz, in Österreich leiden etwa 80.000 Menschen an einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung, wie Colitis Ulcerosa oder Morbus Crohn.

Prophylaxe über die Ernährung?

„Unsere Forschungsergebnisse zeigen, wie unmittelbar Bestandteile der Nahrung auf die Zusammensetzung der Darmflora Einfluss nehmen“, erklärt Erstautor Thomas Perlot. „Das Wissen um diese molekularen Zusammenhänge kann in Zukunft sicher genutzt werden, um über eine spezielle Diät bzw. die Zufuhr bestimmter Nahrungsbestandteile einer erhöhten Anfälligkeit gegenüber Darmentzündungen entgegenzuwirken.“

Die Erkenntnisse werden unter dem Titel „ACE2 links amino acid malnutrition to microbial ecology and intestinal inflammation“ am 26. Juli in der Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.

Download Pressefotos: http://de.imba.oeaw.ac.at/Presse-Foto  

Josef Penninger:
Österreichischer Genetiker auf dem Gebiet der Molekularen Medizin und seit 2002 wissenschaftlicher Direktor am IMBA in Wien. Zu seinen Forschungsleistungen zählen bahnbrechende Erkenntnisse über die molekulare Basis von Knochenschwund und Brustkrebs, sowie die Erforschung von Autoimmunkrankheiten und Herz- und Lungenerkrankungen. Penninger ist Autor und Mitautor von mehr als 400 wissenschaftlichen Arbeiten, von denen eine große Zahl in führenden Journalen wie „Nature“ und „Science“ publiziert wurde. Zu seinen wichtigsten Auszeichnungen zählen der Descartes-Preis als höchster Wissenschafts-Preis der EU, der Ernst Jung-Preis für medizinische Spitzenforschung, die Carus-Medaille der Deutschen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der ERC Advanced Grant.

IMBA:
Das IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie ist ein international anerkanntes Forschungsinstitut mit dem Ziel, molekulare Prozesse in Zellen und Organismen zu erforschen und Ursachen für die Entstehung humaner Erkrankungen aufzuklären. Unabhängige wissenschaftliche Arbeitsgruppen arbeiten an biologischen Fragestellungen aus den Bereichen Zellteilung, Zellbewegung, RNA-Interferenz und Epigenetik, ebenso wie an unmittelbaren medizinischen Fragestellungen aus den Gebieten Onkologie, Stammzellforschung und Immunologie. Das IMBA ist eine 100% Tochtergesellschaft der ÖAW. www.imba.oeaw.ac.at
ÖAW:
Die Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW) ist die führende Trägerin außeruniversitärer akademischer Forschung in Österreich. Die mehr als 60 Forschungseinrichtungen betreiben anwendungsoffene Grundlagenforschung in gesellschaftlich relevanten Gebieten der Natur-, Lebens- und Technikwissenschaften sowie der Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften. www.oeaw.ac.at

Rückfragehinweis:
IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie GmbH
Mag. Evelyn Devuyst, Pressesprecherin IMBA
Dr. Bohr Gasse 3
1030 Wien
Tel. +43 1 797 30 - 3626
evelyn.devuyst@imba.oeaw.ac.at

Evelyn Devuyst | idw
Weitere Informationen:
http://www.oeaw.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie