Tryptophan-Metaboliten hemmen Gehirnentzündung

Eine neue, in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie zeigt erstmals, wie die Aminosäure Tryptophan Entzündungen des Gehirns hemmt. Dieses Wissen kann zu neuen Therapien bei MS und anderen neurologischen Erkrankungen beitragen.

Schon seit langem ist bekannt, dass ein Zusammenhang zwischen unserem Darm und unserem Gehirn besteht und dass eine ungesunde Darmflora zu Neuroinflammation führen kann [1]. Diese Untersuchung des Brigham and Women’s Hospital (BWH) zeigt erstmalig, wie das Mikrobiom Gehirnentzündungen hemmt [2].

Hauptakteure der Darm-Hirn-Verbindung

Forscher des BWH verwendeten sowohl Mäuse als auch menschliche Zellen von Patienten mit Multipler Sklerose (MS), um die Hauptakteure zu identifizieren, die bei der Darm-Hirn-Verbindung und dem wechselseitigen „Gespräch“ zwischen Immun- und Gehirnzellen eine Schlüsselrolle spielen. Dabei richteten sie ihr Hauptaugenmerk auf den Einfluss der Aminosäure Tryptophan auf zwei Zelltypen, die eine wichtige Rolle im zentralen Nervensystem spielen: Mikroglia (Makrophagen des zentralen Nervensystems, ZNS) und Astrozyten (Gliazellen im ZNS).

Mikroglia erfüllen eine nützliche Funktion in unserem Gehirn, indem sie defekte Zellen, Plaques und anderes schädliches Material beseitigen. Gleichzeitig können Mikroglia jedoch auch Substanzen ausscheiden, die eine neurotoxische Wirkung auf Astrozyten ausüben, was möglicherweise zur Entstehung von MS und anderen neurologischen Erkrankungen beitragen könnte.

Das Forschungsteam untersuchte, inwieweit tryptophanreiche Nahrungsmittel die Mikroglia bei Mäusen mit MS beeinflussen. Tryptophan kommt hauptsächlich in Geflügel (Huhn und Pute), Fisch, Meeresfrüchten, Kakao, Kürbiskernen, Sesam, Mandeln, Paranüssen und Bananen vor.

Tryptophanpartikel passieren die Blut-Hirn-Schranke

Die Wissenschaftler entdeckten, dass bestimmte Partikel (Metaboliten, die durch den Abbau von Tryptophan durch die Darmflora entstehen), die Blut-Hirn-Schranke passieren können. Und dort wirken sie entzündungshemmend auf die Mikroglia, wodurch Neurodegeneration gebremst wird. Weiterhin untersuchten die Forscher Hirngewebe von MS-kranken Menschen und fanden hier Hinweise für die gleiche Wirkung der gleichen Akteure.

„Aufgrund dieser Studie verstehen wir nun besser, wie das Darmmikrobiom die Gehirnzellen des zentralen Nervensystems beeinflusst“, erläuterte einer der Forscher. Wahrscheinlich sind die entdeckten Wirkmechanismen nicht nur für neue Therapien bei MS relevant, sondern auch für andere neurologische Erkrankungen wie Alzheimer.

Literatur

[1] Veit Rothhammer et al, Type I interferons and microbial metabolites of tryptophan modulate astrocyte activity and central nervous system inflammation via the aryl hydrocarbon receptor, Nature Medicine (2016). DOI: 10.1038/nm.4106

[2] Veit Rothhammer et al, Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0119-x