Präklinische Studie: Inulin fördert allergieähnliche Immunantworten

Der lösliche Ballaststoff Inulin – häufiger Bestandteil von Nahrungsergänzungsmitteln – kann laut einer präklinischen Studie auch eine allergiebedingte Art von Entzündungen unter anderem in der Lunge und im Darm fördern.

Forschende des Friedman Center for Nutrition and Inflammation und des Jill Roberts Institute for Inflammatory Bowel Disease an der Weill Cornell Medicine und des Boyce Thompson Institute auf dem Ithaca-Campus der Cornell (USA) fand in ihrer Untersuchung heraus, dass Ballaststoffe aus der Nahrung den Stoffwechsel bestimmter Darmbakterien verändern, was wiederum eine Typ-2-Entzündung im Darm und in der Lunge auslöst. Es wird angenommen, dass sich diese Art von Entzündung bei Säugetieren hauptsächlich entwickelt hat, um sich gegen Infektionen durch Helminthen zu verteidigen, und auch Teil der normalen Wundheilung ist. Wird sie fälschlicherweise aktiviert, bildet sie allerdings die Grundlage für Allergien, Asthma und andere entzündliche Erkrankungen.

„Hier gibt es eine Menge zu bedenken, aber im Großen und Ganzen erweitern diese Ergebnisse unser Verständnis der Beziehung zwischen Ernährung, Immunität und den normalerweise nützlichen Mikroorganismen, die unsere Mikrobiota ausmachen und unseren Körper besiedeln“, erklärt Dr. David Artis, Leiter des Friedman Center for Nutrition and Inflammation und Michael-Kors-Professor für Immunologie am Weill Cornell Medical College und einer der Seniorautoren der Studie.

Geringe Mengen an Inulin sind in einer Vielzahl von Obst und Gemüse enthalten, darunter Bananen, Spargel und Knoblauch. Es ist auch häufig in rezeptfrei erhältlichen ballaststoffreichen Nahrungsergänzungsmitteln konzentriert. In der Vergangenheit haben Studien gezeigt, dass Inulin die Populationen nützlicher Darmbakterienarten fördert, die wiederum die Konzentration entzündungshemmender Immunzellen, den regulatorischen T(Treg)-Zellen, erhöhen.

In dieser neuen Studie untersuchten die Forschenden die Wirkung von Inulin nun umfassender. Sie verabreichten Mäusen zwei Wochen lang eine auf Inulin basierende, ballaststoffreiche Ernährung und analysierten dann die vielen Unterschiede zwischen diesen Tieren und Mäusen, die mit einer Ernährung ohne Inulin erhalten hatten. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Tieren bestand darin, dass die Inulin-haltige Ernährung, nicht nur die Konzentration von Treg-Zellen erhöhte, sondern auch deutlich höhere Spiegel von Eosinophilen im Darm und in der Lunge induzierte.

Letztendlich stellten die Wissenschaftler fest, dass die eosinophile Reaktion durch Immunzellen – angeborene lymphoide Zellen der Gruppe 2 (ILC2s) – vermittelt wurde, die durch erhöhte Konzentrationen von Gallensäuren im Blut aktiviert wurden. Die Gallensäurespiegel waren aufgrund des Inulin-induzierten Wachstums von Bacteroidetes erhöht, die über ein Gallensäure-metabolisierendes Enzym verfügen.

„Wir waren erstaunt, einen so starken Zusammenhang zwischen Inulin-Supplementierung und erhöhten Gallensäurespiegeln zu finden“, berichtet Dr. Frank Schroeder, Professor am Boyce Thompson Institute sowie in der Abteilung für Chemie und chemische Biologie am College of Arts and Sciences auf dem Cornell-Campus Ithaca. „Dann fanden wir heraus, dass die Deletion des Gallensäurerezeptors die Inulin-induzierte Entzündung aufhebt, was darauf hindeutet, dass Mikrobiota-bedingte Veränderungen im Gallensäurestoffwechsel den Wirkungen von Inulin zugrunde liegen.“

„Als wir sterile Mäuse mit einer dieser Bakterienarten besiedelten und dann das Gen für ein bakterielles Enzym ausschalteten, das die Gallensäureproduktion fördert, wurde der gesamte Weg von Inulin zu Eosinophilie und allergischen Entzündungen blockiert“, erläutert Dr. Chun-Jun Guo, Assistenzprofessor für Immunologie in der Medizin am Weill Cornell Medical College.

Die Beobachtung, dass Inulin Typ-2-Entzündungen fördert, bedeute nicht, dass diese Art von Ballaststoffen immer von Nachteil seien, unterstreichen die Forschenden. Sie fanden heraus, dass Inulin die Allergen-induzierte Typ-2-Entzündung der Atemwege bei Mäusen verschlimmerte. Auf der anderen Seite bestätigten ihre Experimente aber auch die zuvor festgestellte Wirkung von Inulin bei der Stärkung entzündungshemmender Treg-Zellen, die in vielen Fällen einige entzündungsfördernde Wirkungen überwiegen kann.

Zudem ist eine Typ-2-Immunantwort, die in Darm und Lunge mit einer vermehrten Produktion gewebeschützenden Schleims einhergeht, bei gesunden Menschen nicht unbedingt nachteilig– die Wissenschaftler fanden in ihren Experimenten an Mäusen sogar heraus, dass sich die Inulin-induzierte Typ-2-Entzündung die Abwehr gegen Infektionen durch Helminthen verstärkt.

„Es könnte sein, dass dieser Pathway von Inulin zu Typ-2-Entzündung eine adaptive, vorteilhafte Reaktion auf eine endemische Wurmparasiteninfektion darstellt, obwohl seine Auswirkungen in einer stärker industrialisierten, helminthenfreien Umgebung komplexer und schwerer vorherzusagen sind“, sagt Dr. Mohammad Arifuzzaman, Postdoktorand im Artis-Labor und Erstautor der Studie.

Die Forschenden planen nun, ihren multidisziplinären, plattformübergreifenden Ansatz zu nutzen, um die Immuneffekte der verschiedenen Arten von Ballaststoffen sowie einer Reihe anderer Nahrungsergänzungsmittel in verschiedenen Gesundheits- und Krankheitszuständen systematisch zu untersuchen.