Otitis media: Mitochondriales Enzym schützt Eustachische Röhre Entzündungs-Schäden

Ein Mangel am mitochondrialen SIRT3 verstärkt die Dysfunktion der Eustachischen Röhre im Mausmodell. Die Ergebnisse einer aktuellen Studie könnten erklären, warum manche Patienten stärker zu chronischer Mittelohrentzündung neigen als andere.

Mittelohrentzündung durch gramnegative Bakterien gehören weltweit zu den häufigsten Erkrankungen im Kindesalter. Wenn die Eustachische Röhre während einer Infektion nicht richtig funktioniert, kann die Entzündung anhalten. So erhöht sich das Risiko einer chronischen Otitis media. Lipopolysaccharide (LPS) sind Bestandteil der bakteriellen Zellmembran. Sie werden häufig zur Modellierung dieser entzündlichen Schädigung verwendet. Unterdessen hat der mitochondriale Regulator SIRT3 eine schützende Wirkung in Lunge, Niere, Herz und Nervensystem gezeigt. Seine Funktion im Mittelohr wurde jedoch bisher kaum untersucht.

Mangel an SIRT3 verstärkt Funktionsstörung der Eustachischen Röhre

Forscher des Tongji Medical College (China) und kooperierender Krankenhäuser berichten im „Journal of Otology“, dass ein Mangel an SIRT3 die Funktionsstörung der Eustachischen Röhre nach einer LPS-induzierten akuten Mittelohrentzündung bei Mäusen erheblich verstärkt. Durch detaillierte Bildgebung, Schleimanalyse und Druckregulationsuntersuchungen fand das Team heraus, wie das Fehlen von SIRT3 die Anfälligkeit des Gewebes erhöht. Das führt zu dickflüssigerem Schleim, geschwächten Zilien und beeinträchtigt die Öffnung der Röhre.

Um festzustellen, wie SIRT3 Entzündungsreaktionen im Ohr beeinflusst, verglichen die Forscher Wildtyp- und SIRT3-Knockout-Mäuse nach der Injektion von LPS in das Mittelohr. Davor wiesen beide Gruppen eine ähnliche Struktur der Eustachischen Röhre auf. Sobald jedoch eine Entzündung ausgelöst wurde, unterschieden sich ihre Reaktionen deutlich.

Histologische und immunhistochemische Analysen zeigten, dass SIRT3-defiziente Mäuse eine weitaus stärkere Proliferation der Becherzellen, reichlich Schleimpfropfen und einen auffälligen Anstieg der MUC5AC-Expression entwickelten: Diese Veränderungen gehen mit dichterem, klebrigerem Schleim einher. Die Rasterelektronenmikroskopie zeigte darüber hinaus eine deutliche Verkürzung und einen Verlust der Epithelzilien. Das deutet nach Ansicht der Autoren auf eine geschwächte mukoziliäre Transportkapazität hindeutet.

Strukturelle Befunde durch funktionelle Messungen bestätig

Das Team konnte diese strukturellen Befunde durch funktionelle Messungen bestätigen. Nach der LPS-Behandlung zeigten SIRT3-Knockout-Mäuse einen deutlich höheren passiven Öffnungsdruck. Das deutet auf einen erhöhten Widerstand gegen die Öffnung der Röhre hin. Während weder ein SIRT3-Mangel noch LPS allein zu einem erheblichen Rückgang der mukoziliären Clearance führten, verursachte die Kombination einen signifikanten Rückgang der Transportdistanz. Ihre Fähigkeit, negativen Druck aktiv abzubauen, war auch unter Basisbedingungen verringert. Das weist darauf hin, dass SIRT3 zur Aufrechterhaltung der mechanischen Reaktionsfähigkeit beiträgt.

Insgesamt zeichnen die Ergebnisse für die Studienautoren ein klares Bild: Ohne SIRT3 wird die Eustachische Röhre weitaus anfälliger für entzündliche Überlastung, weil sich der Schleim verdickt, die Zilien sich verschlechtern und die Druckregulationsmechanismen versagen.

„Die Eustachische Röhre mag strukturell einfach erscheinen, aber ihre Funktion beruht auf einem empfindlichen Zusammenspiel von Schleimeigenschaften, Ziliarmotionen und Druckausgleichsmechanismen“, stellte das Forschungsteam fest. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass SIRT3 während einer Entzündung als stabilisierende Kraft wirkt. Wenn dieser mitochondriale Regulator fehlt, verliert das System seine Widerstandsfähigkeit – der Schleim wird schwerer, die Clearance verlangsamt sich und der Druckausgleich wird schwieriger. Das Verständnis dieser Schutzfunktion hilft zu erklären, warum bestimmte Personen anfälliger für chronische oder wiederkehrende Ohrinfektionen sind. Das kann zu neuen therapeutischen Strategien führen.“

Erkenntnisse nicht nur mit Blick auf Otitis media relevant

Die Entdeckung, dass SIRT3 die Schleimsekretion, die Integrität der Zilien und die Druckregulierung steuert, eröffnet neue therapeutische Möglichkeiten – sowohl für die Behandlung von Dysfunktionen der Eustachischen Röhre als auch für die Prävention chronischer Mittelohrentzündungen.

Die Steigerung der SIRT3-Aktivität – oder die gezielte Beeinflussung seiner nachgeschalteten Schutzmechanismen – könnte dazu beitragen, die mukoziliäre Funktion wiederherzustellen, Schleimverstopfungen zu reduzieren und die Genesung von infektionsbedingten Entzündungen zu beschleunigen.

Da eine übermäßige MUC5AC-Produktion und eine Beeinträchtigung der Zilien auch bei Atemwegserkrankungen auftreten, könnten die Ergebnisse auch für allgemeine Atemwegsforschung relevant sein. Letztendlich könnten Therapien, die die Widerstandsfähigkeit der Mitochondrien stärken, die klinischen Ansätze zur Behandlung von hartnäckigen Mittelohr- und Atemwegserkrankungen neu gestalten. (ja/BIERMANN)