Mitochondrialer Lipidmangel trägt zu Darmentzündungen bei

Forschende des Exzellenzclusters für Alternsforschung CECAD der Universität zu Köln haben herausgefunden, dass das Lipid Cardiolipin essenziell ist, um die Immunreaktion im Darm unter Kontrolle zu halten. Diese Erkenntnisse eröffnen eine neue Sichtweise auf Entzündungen und können Aufschluss darüber geben, warum Krankheiten bei verschiedenen Patienten sehr unterschiedlich verlaufen.

Entzündliche Darmerkrankungen entstehen, wenn das empfindliche Gleichgewicht zwischen Darm, Immunsystem und Mikrobiota gestört wird. Bislang war jedoch unklar, ob schädliche Mikroben oder Defekte in den körpereigenen Immunzellen der Hauptauslöser für diese Erkrankungen sind.

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Mauro Corrado am Exzellenzcluster für Alternsforschung CECAD und am Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC) der Universität zu Köln hat nun herausgefunden, dass das Lipid Cardiolipin, das in Mitochondrien vorkommt, benötigt wird, um die Immunreaktion im Darm unter Kontrolle zu halten. Cardioliplin hilft den regulatorischen T-Zellen, die Energie und Stabilität aufrechtzuerhalten, die sie zur Vorbeugung von Entzündungen brauchen. Die Studienergebnisse wurden in „Nature Metabolism“ veröffentlicht.

Ohne Cardiolipin verlieren T-Zellen ihre metabolische Fitness

Versuche im Mausmodell zeigten, dass Tieren, denen in den T-Zellen das zur Bildung von Cardiolipin benötigte Enzym entzogen wurde, Entzündungen im Darm entwickelten. Das geschah unabhängig von Änderungen in den Mikrobiota. Wurden sie dann sonst harmlosen Darmbakterien ausgesetzt, verliefen Entzündungen schneller und schwerwiegender. Ohne Cardiolipin verlieren die T-Zellen ihre metabolische Fitness und lösen eine Stressantwort aus, die Krankheiten verursachen. Dieser Effekt ist jedoch wieder umkehrbar: Wurde diese Stressantwort korrigiert, stellte sich auch das Darmgleichgewicht wieder her und die Lebensspanne der Mäuse verlängerte sich. 

„Diese Erkenntnisse eröffnen eine neue Sichtweise auf Entzündungen“, erklärt Corrado. „Wir glauben, dass die gezielte Beeinflussung des Stoffwechsels von Immunzellen einen grundlegend neuen Ansatz zur Behandlung von Entzündungskrankheiten im Darm darstellen könnte.“

Warum entwickeln sich Infektionen oft sehr unterschiedlich?

Die Studie legt nahe, dass der Stoffwechsel unsere Immunreaktion beeinflusst. Individuelle Unterschiede in der Stoffwechseleffizienz der Immunzellen erklären damit zumindest teilweise unterschiedliche klinische Verläufe von Erkrankungen, die von ein und demselben Erreger ausgelöst werden. Zwar untersucht die Studie nur einen einzelnen Stoffwechseldefekt, dieser Teilaspekt könnte aber – ähnlich einem Puzzleteil – neue Erkenntnisse über die größere Frage geben, warum sich Infektionen oft sehr unterschiedlich entwickeln. Die Erfahrung mit COVID-19 und vielen anderen Infektionskrankheiten hat gezeigt, dass ein Erreger eine ganze Palette an Symptomen und Verläufen hervorrufen kann – von milden über schwere bis hin zu tödlichen. Warum manche Menschen mehr oder weniger empfindlich auf diese Erreger reagieren, ist noch nicht vollständig geklärt. Um mehr Erkenntnisse über das Zusammenspiel der verschiedenen Faktoren zu erlangen, sollen die Untersuchungen auf weitere mitochondriale Defizite ausgeweitet werden.

Einblick in das Barth-Syndrom

Den Forschenden zufolge könnten die Ergebnisse außerdem dazu beitragen, die gastrointestinalen Symptome zu erklären, die beim Barth-Syndrom auftreten – einer äußerst seltenen genetischen Erkrankung, die durch einen Mangel an Cardiolipin verursacht wird. Die Studie fand heraus, dass Patienten mit Barth-Syndrom neben einer lebensbedrohlichen Herzerkrankung auch Störungen des Immunsystems aufweisen. Sie sind anfälliger für wiederkehrende Infektionen und Magen-Darm-Erkrankungen. Dies könnte zumindest teilweise durch die T-Zell-Defizite erklärt werden, die in Proben von Patienten nachgewiesen wurden.