Nahrungsmittel-assoziiertes Oxalat: Versteckte Auslöser von Darmentzündungen

Was, wenn ein bestimmtes Nahrungsmolekül aktiv die Inflammation bei Chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CEDs) auslöst und nicht nur ein unbeteiligter Beobachter ist? Eine neue Studie zur Rolle von Oxalat liefert Antworten.

Nach eigenen Angaben erstmals haben US-Forscher DNA-Metabarcoding zur Untersuchung der Ernährung von) eingesetzt und einen Zusammenhang zwischen einem gestörten Oxalatstoffwechsel und dem Schweregrad von CEDs hergestellt.

Das Forscherteam von der University of North Carolina School of Medicine untersuchte die Genexpression, den Oxalatgehalt im Stuhl und die Oxalataufnahme über die Nahrung bei Patienten mit Chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CEDs) sowie in einer Kontrollgruppe. Ergänzende Experimente führten die Wissenschaftler um Erstautorin Dr. Anna Salvador an Mausmodellen und in Zellkultursystemen durch. Anhand dieser Untersuchungen beurteilten sie den Zusammenhang zwischen der Oxalataufnahme über die Nahrung und der mukosalen Entzündung bei CED.

Oxalatstoffwechsel im Darm: Bei CEDs gestört

Oxalat ist eine natürlich vorkommende Verbindung, die in allen pflanzlichen Lebensmitteln enthalten ist. Der größte Teil des mit der Nahrung aufgenommenen Oxalats wird über den Stuhl ausgeschieden. Die neue Studie ergab nun, dass die spezialisierten Transporterproteine ​​SLC26A2 und SLC26A3, die für die Oxalataufnahme im Darm verantwortlich sind, im Darmgewebe von Patienten mit Colitis ulcerosa und Morbus Crohn in allen betroffenen Geweben und unabhängig vom Entzündungsstatus konstant und signifikant reduziert sind. Je stärker das Gewebe entzündet ist, desto geringer ist die Expression der Transporter.

Sind diese Transporter beeinträchtigt, wird Oxalat aus der Nahrung nicht richtig aufgenommen, wodurch es sich vermehrt im Darm anreichert. Die Studiendaten deuten darauf hin, dass es dort die für CED charakteristische Entzündung verstärkt.

Ein Ernährungsparadoxon – und eine methodische Premiere

Patienten mit Morbus Crohn wiesen signifikant höhere Oxalatwerte im Stuhl auf als die Kontrollgruppe ohne CED – obwohl beide Gruppen üblicherweise ähnliche Mengen an pflanzlichen Lebensmitteln konsumierten. Dies wurde durch zwei unabhängige Ernährungsmethoden bestätigt: einen validierten Ernährungsfragebogen (Diet History Questionnaire III) und DNA-Metabarcoding, eine molekulare Technik zur Identifizierung von Pflanzenarten in Stuhlproben. Dies ist nach Angaben der Wissenschaftler das erste Mal, dass Metabarcoding zur Beurteilung der Ernährung bei CED-Patienten eingesetzt wurde.

„Wir haben erstmals beobachtet, dass CED-Patienten und gesunde Kontrollpersonen zwar vergleichbare Mengen an pflanzlichen Lebensmitteln zu sich nahmen, Patienten mit Morbus Crohn aber dennoch höhere Oxalatwerte im Stuhl aufwiesen“, berichtet Dr. Shehzad Z. Sheikh, Professor für Medizin und Genetik, in dessen Labor Erstautorin Salvador arbeitet. „Das zeigt uns, dass es nicht nur an der Ernährung der Patienten liegt. Die Art und Weise, wie ihr Darm Oxalat verarbeitet, ist grundlegend anders.“

Die Entdeckung der Forschenden deutet darauf hin, dass ein biologischer Defekt im Oxalatstoffwechsel – und nicht allein die aufgenommene Oxalatmenge – die Hauptursache für erhöhte intestinale Oxalatwerte bei CED ist.

Mausmodelle bestätigen die Ergebnisse beim Menschen

Die Beobachtungen an menschlichen Probanden wurden in kontrollierten Tierversuchen bestätigt. Mäuse, die zusätzlich zu einem Colitis-auslösenden Agens eine oxalatangereicherte Nahrung erhielten, besaßen eine um 60 Prozent geringere Überlebenswahrscheinlichkeit als Mäuse ohne Oxalatzufuhr. In zwei unabhängigen, genetisch prädisponierten Mausmodellen für spontane Colitis beschleunigte Oxalat in der Nahrung den Krankheitsbeginn und erhöhte den Schweregrad.

Entscheidend ist, dass die Oxalattransportergene in diesen anfälligen Tiermodellen bereits vor der Einführung von Oxalat in der Nahrung reduziert waren. Dies entspricht den Forschenden zufolge dem Muster bei CED-Patienten. In Zellkulturexperimenten verstärkte Oxalat die Entzündungsreaktionen in Makrophagen und dendritischen Zellen, Schlüsselakteuren der intestinalen Immunabwehr.

Potenzielles Signal für den Krankheitsverlauf

In einer explorativen Analyse wurde eine niedrige Expression des dritten Transporters SLC26A6 mit der stenosierenden Form des Morbus Crohn in Verbindung gebracht. Fast 75 Prozent der Patienten mit niedriger SLC26A6-Expression wiesen eine solche Form der Erkrankung auf. Dies legt die Vermutung nahe, dass die Expression von Oxalattransportern als molekulares Signal zur Vorhersage des klinischen Verlaufs dienen könnte. Hierin sehen die Wissenschaftler eine Chance für die Präzisionsmedizin, die aber in größeren Kohorten noch validiert werden muss.

Die Forschungsergebnisse bedeuten laut Salvador et al. nicht, dass CED-Patienten pflanzliche Lebensmittel aus ihrem Speiseplan streichen sollten. Vielmehr legen sie nahe, dass bei genetisch prädisponierten Personen selbst eine moderate Oxalatzufuhr die Schleimhautentzündung fördern kann. (ac/BIERMANN)