Arginin-Mangel als Treiber von Entzündungsprozessen bei Multipler Sklerose

Bei Multipler Sklerose wandern Immunzellen in Gehirn und Rückenmark ein und lösen Entzündungen aus. Ein Forschungsteam unter Leitung der MedUni Wien hat nun einen beteiligten Mechanismus identifiziert: Eingewanderte Immunzellen verändern durch Abbau von Arginin den Stoffwechsel im entzündeten Nervengewebe und beeinflussen so den Krankheitsverlauf.

In den Mittelpunkt seiner Untersuchungen stellte das Forschungsteam um die Erstautorinnen und -autoren Martina Kerndl, Laszlo Musiejovsky, Andrea Komljenovic und Hon Shing Lam (alle vom Zentrum für Physiologie und Pharmakologie der MedUni Wien) die Aminosäure Arginin. Die Forschenden konnten zeigen, dass bestimmte Immunzellen im entzündeten Gewebe vermehrt ein Enzym namens Arginase-1 bilden, das Arginin abbaut. Der dadurch entstehende lokale Arginin-Mangel zieht verschiedene Folgen nach sich: Die Immunzellen werden „gestresst“, ihr Fettstoffwechsel gerät aus dem Gleichgewicht und entzündungshemmende Prozesse werden geschwächt. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature Immunology“.

Arginin-Mangel verschlimmert Verlauf der Multiplen Sklerose

„Wir konnten zeigen, dass ins zentrale Nervensystem eingewanderte Immunzellen Arginin gezielt abbauen und damit das Krankheitsgeschehen beeinflussen“, verdeutlicht Co-Studienleiter Omar Sharif (Zentrum für Physiologie und Pharmakologie sowie CD-Labor für Immunmetabolismus und Systembiologie von Adipositas-bedingten Erkrankungen, MedUni Wien). Eine zentrale Rolle spielen dabei Monozyten – Immunzellen, die aus dem Blut ins Nervensystem gelangen und sich dort weiterentwickeln: „Diese Zellen haben wir als wichtigste Quelle von Arginase-1 identifiziert, sie prägen die Entzündungsumgebung im zentralen Nervensystem wesentlich“, erklärt Co-Erstautor Laszlo Musiejovsky. Vergleichbare Zellen fanden die Forschenden auch in Gewebeproben von Patientinnen und -Patienten mit Multipler Sklerose.

Experimente im Mausmodell zeigen zudem: Ist weniger Arginin verfügbar, verschlechtert sich die Erkrankung. Wird Arginase-1 in diesen Zellen hingegen gezielt ausgeschaltet, verläuft die Erkrankung deutlich milder. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Arginin im entzündeten Nervengewebe eine schützende Rolle spielt“, erklärt Co-Studienleiter Gernot Schabbauer (Zentrum für Physiologie und Pharmakologie sowie CD-Labor für Argininmetabolismus in Rheumatoider Arthritis und Multipler Sklerose, MedUni Wien). Gleichzeitig betonen die Forschenden, dass sich der Arginin-Stoffwechsel von Maus und Mensch unterscheidet. In weiteren Untersuchungen soll nun geklärt werden, wie genau Arginin Entzündungsprozesse und den Fettstoffwechsel in Immunzellen beeinflusst und welche Rolle diese Mechanismen beim Menschen spielen. Die neu gewonnenen neuenErkenntnisse über das Zusammenspiel von Immunzellen und Stoffwechsel könnten langfristig dazu beitragen, neue Therapiestrategien zu entwickeln.

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