Forschende zeigen, wie Vitamin A in die Immunzellen im Darm gelangt

Immunologen und Genetiker am University of Texas (UT) Southwestern Medical Center (USA) haben herausgefunden, wie Vitamin A in die Immunzellen im Darm gelangt. Diese Erkenntnisse können zur Behandlung gastrointestinaler Erkrankungen beitragen sowie auch dazu, die Wirksamkeit einiger Impfstoffe zu verbessern.

„Jetzt, da wir mehr über diesen wichtigen Aspekt der Immunfunktion wissen, können wir möglicherweise manipulieren, wie Vitamin A zur Behandlung oder Vorbeugung von Krankheiten an das Immunsystem abgegeben wird“, erklärt Dr. Lora Hooper, Forscherin am Howard Hughes Medical Institute an der UT Southwestern.

Vitamin A wird im Körper in das Molekül Retinol und dann in Retinsäure umwandelt und ist für jedes Gewebe im Körper wichtig, wie Hooper betont. Es sei besonders wichtig für das adaptive Immunsystem.

Zwar sei bekannt, dass einige Immunzellen des Darms (myeloische Zellen) Retinol in Retinsäure umwandeln können, doch sei in der Vergangenheit noch nicht geklärt worden, wie sie das für diese Aufgabe notwendige Retinol erwerben, berichtet Hooper. In ihrem Labor untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie residente Darmbakterien die Biologie von Menschen und Säugetieren als Wirtsorganismus beeinflussen.

Hauptautor Dr. Ye-Ji Bang, Postdoktorandin im Hooper Lab, und ihre Kolleginnen und Kollegen konzentrierten sich auf Serum-Amyloid-A-Proteine – eine Familie von retinolbindenden Proteinen, die von manchen Organen im Verlauf von Infektionen produziert werden. Die Forschenden verwendeten biochemische Verfahren, um zu bestimmen, an welche Zelloberflächenproteine ​​sie sich anhefteten, und stießen auf das LDL-Rezeptor-verwandte Protein 1 (LRP1).

LRP1 wurde laut dem UT Southwestern Medical Center vor mehr als 30 Jahren von dem dort tätigen Forscher Dr. Joachim Herz, Direktor des Zentrums für Translationale Neurodegenerationsforschung und Professor für Molekulare Genetik, Neurologie und Neurowissenschaften, entdeckt. Das Herz-Labor beschäftigt sich mit den molekularen Mechanismen, durch die die Mitglieder der LDL-Rezeptor-Genfamilie als Signal- und endozytische Rezeptoren im Gehirn und in der Gefäßwand fungieren. Die Entdeckung des LDL-Rezeptors habe dazu beigetragen, dass Dr. Michael Brown und Dr. Joseph Goldstein 1985 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielten, so das UT Southwestern Medical Center.

Bang, Hooper, Herz und Kolleginnen und Kollegen zeigten, dass LRP1 auf myeloischen Zellen des Darms vorhanden ist, wo es offenbar Retinol hineinschleust. Als die Forschenden genetische Verfahren anwendeten, um das Gen für diesen Rezeptor bei Mäusen zu löschen und ihre myeloischen Zellen daran zu hindern, das Vitamin-A-Derivat aufzunehmen, kam es praktisch zu einem Verschwinden des adaptiven Immunsystems im Darm der Tiere, berichtet Hooper. T- und B-Zellen sowie das Molekül Immunglobulin A – entscheidende Komponenten der adaptiven Immunität – wurden signifikant reduziert. Die Forschenden verglichen daraufhin die Reaktion auf eine Salmonellen-Infektion zwischen Mäusen mit LRP1 und solchen ohne. Diejenigen, denen der Rezeptor fehlte, wurden schnell von der Infektion überrannt.

Die in „Science“ veröffentlichten Ergebnisse legen nahe, dass es sich bei LRP1 um das Vehikel handelt, über das Retinol in myeloische Zellen eindringt. Fände die Forschung einen Weg, um diesen Prozess zu hemmen, könnte dies laut Hooper die Immunantwort bei entzündlichen Darmerkrankungen dämpfen. Alternativ könnte die Suche nach einem Weg zur Verstärkung der LRP1-Aktivität die Immunaktivität steigern, wodurch orale Impfstoffe wirksamer werden würden.