Mit der Nahrung aufgenommenes Cholesterin verstärkt Krankheitslast bei mit Influenza infizierten Mäusen

Neue Forschungsergebnisse von der University of Illinois deuten darauf hin, dass hohe Werte durch die Ernährung zugeführten Cholesterins den Zustand von mit Influenza infizierten Mäuse verschlechtert. Die Studie ist laut den Autoren die erste, die Cholesterin in der Ernährung mit der Verschlechterung einer Virusinfektion in Verbindung bringt.

Bereits in der Vergangenheit hatten Forschende einen Zusammenhang zwischen fettreicher Ernährung und erhöhten Cholesterinspiegeln im Blut einerseits und einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionen und einer verminderten Immunantwort andererseits beobachtet. So wird beispielsweise Adipositas als ein bekannter Risikofaktor für schwere Erkrankungen bei COVID-19 und Influenza angesehen. In nur wenigen Studien sei aber bisher der Beitrag von Cholesterin bei diesen Infektionen herausgearbeitet worden, heißt es in einer Mitteilung des College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences der Universität Illinois anlässlich der Veröffentlichung der Studie, und in keiner Untersuchung sei bislang die Wirkung von durch die Ernährung zugeführtem Cholesterin aufgezeigt worden.

„Wir wussten, dass ein hoher Cholesterinspiegel im Serum zu einem höheren Sepsis-Risiko bei Influenza-Infektionen führen kann und dass Statine – cholesterinsenkende Medikamente – das Überleben bei Influenza-Pneumonie, SARS-CoV-2-Infektion und Sepsis verbessern können“, erklärt Allison Louie, Neurowissenschaftlerin an der Universität Illinois und Hauptautorin der Studie. „Aber es war nicht klar, ob oder wie Cholesterin aus der Ernährung daran beteiligt ist.“

Louie und Kollegen gaben Mäusen entweder ein Standardfutter für Nagetiere oder einer identische Diät, die mit zwei Prozent Cholesterin ergänzt wurde. Nach fünfwöchiger Ernährung auf diese Weise wurden die Mäuse mit einem Maus-adaptierten humanen Influenza-A-Virus infiziert. Das Forschungsteam beobachtete den Krankheitsverlauf, insbesondere Gewichtsverlust, Nahrungsaufnahme und Krankheitsverhalten. Sie ermittelten auch den Serumcholesterinspiegel und die Immunantworten und maßen die Viruslast in der Lunge an mehreren Zeitpunkten im Verlauf der Infektion.

„In vier Kohorten hatten die mit Cholesterin gefütterten Mäuse eine durchweg höhere Morbidität“, berichtet Louie. „Sie zeigten einen stärkeren Gewichtsverlust und ein ausgeprägteres Krankheitsverhalten.“

Da Viren auch Cholesterin für das Eindringen in Zellen und die Replikation benötigen, bestand die Möglichkeit, dass die cholesterinreiche Ernährung die Viruslast in der Lunge erhöht. Dafür fanden die Wissenschaftler aber keinen Beleg. „Unser Plaque-Assay zeigte keinen signifikanten Unterschied bezüglich der Viruslast in den Lungen der beiden Mäusegruppen“, sagt Joseph Tingling, Postdoktorand am Department of Animal Sciences in Illinois und Mitautor der Studie. „Es ist sehr wichtig, nicht nur den Infektionserreger, sondern auch das Immunsystem des Wirts zu berücksichtigen.“

Apropos Wirt: Die Forscher stellten fest, dass Mäuse, die  cholesterinreiches Futter erhielten, eine höhere Krankheitslast hatte, weil ihr Immunsystem nicht richtig funktionierte. Fett kann immunsuppressiv wirken, was im Verlauf einer Infektion nachteilig ist. Allerdings war ein zu wenig aktives Immunsystem nicht das, was die Forschenden bei den mit Cholesterin gefütterten Mäusen beobachteten. Stattdessen erhöhte Cholesterin die Zahl der Zytokin-produzierenden Immunzellen in der Lunge.

„Ein Zytokinsturm während einer schweren Erkrankung führt zu einer übermäßigen Entzündung, die für den Wirt schädlich sein kann. In diesem Sinne stellten wir fest, dass mehr Zytokin-produzierende Zellen in die Lungen der mit Cholesterin gefütterten Mäuse eingedrungen waren, was möglicherweise dazu beigetragen hat, dass sie kränker wurden“, erklärt Louie. „Das ist ein zweischneidiges Schwert. Sie möchten eine effektive Immunantwort aufbauen können, aber eine übermäßige Entzündung ist schädlich.“

Leider hielten die Auswirkungen von mit der Nahrung aufgenommenen Cholesterin auf die Influenza-Morbidität noch lange an, nachdem die Mäuse dieses nicht mehr erhielten. Die Wissenschaftler nahmen Mäuse, die zunächst eine cholesterinreiche Ernährung erhalten hatten, und gaben ihnen dann fünf Wochen lang normales Futter. Als diese Mäuse einer Influenza ausgesetzt wurden, war ihre Erkrankung immer noch schwerer als bei Mäusen, die nie eine cholesterinreiche Ernährung bekommen hatten.

„Wir waren der Ansicht, dass diese Nahrungskomponente ein stark modifizierbarer Faktor ist, vielleicht mit einem nur vorübergehenden Effekt. Aber letztendlich stellten wir fest, dass fünf zusätzliche Wochen mit normaler Ernährung nicht ausreichten, um die schädlichen Auswirkungen des Cholesterins vollständig umzukehren“, berichtet Louie.

Überraschenderweise waren bei den Mäusen mit cholesterinreicher Ernährung bereits vor der Influenza-Infektion entzündliche Veränderungen in der Lunge nachweisbar. Andrew Steelman, korrespondierender Studienautor, sagt: „Einige der Veränderungen in der Immunfunktion der Lunge waren bereits vor der Infektion vorhanden. Es wäre interessant, genau zu sehen, wie Cholesterin in der Ernährung die Entzündung vor der Infektion verstärkte.“ Steelman ist außerordentlicher Professor am Department of Animal Sciences sowie für Neurowissenschaften und an der Division of Nutritional Sciences in Illinois tätig.

„Nichtsdestotrotz zeigen unsere Daten insgesamt, dass mit der Nahrung aufgenommenes Cholesterin die Morbidität bei Influenza-infizierten Mäusen erhöht. Die Reaktion schien eher das Ergebnis einer abweichenden Immunantwort in der Lunge als eine Wirkung des Virus selbst zu sein. Diese Ergebnisse zeigen, dass berücksichtigt werden muss, wie Wirtsfaktoren zum Krankheitsverlauf beitragen.“